DE69633204T2 - Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines NOx-Absorptionsmittels - Google Patents

Vorrichtung zum Feststellen der Verschlechterung eines NOx-Absorptionsmittels Download PDF

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Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ermitteln von Verschlechterung eines in einer Kraftmaschine verwendeten NOx-Absorptionsmittels.
  • 2. Beschreibung des Stands der Technik
  • In einer Kraftmaschine ist ein Dreiwegekatalysator herkömmlicherweise in dem Kraftmaschinenabgasdurchlass angeordnet, um so das Abgas zu reinigen. Dieser Dreiwegekatalysator hat eine O2-Speicherfunktion des Absorbierens und Speicherns des in dem Abgas vorhandenen, überschüssigen Sauerstoffs, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Kraftmaschinenzylinder zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisches größer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird, das heisst, mager wird und Freigeben des gespeicherten Sauerstoffs, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Kraftmaschinenzylinder zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisches größer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird, das heisst, fett wird. Wenn dementsprechend das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches wechselweise zu der fetten Seite oder der mageren Seite des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses auf Grund der dem Dreiwegekatalysator zu eigenen O2 Speicherfunktion geändert wird, wird der überschüssige Sauerstoff durch den Katalysator angezogen und gespeichert, sodass das NOx reduziert wird, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches mager wird und wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches fett wird, wird der in dem Katalysator gespeicherte Sauerstoff freigegeben, sodass das HC und CO oxidiert wird. Dies bedeutet, dass das NOx, HC und CO gleichzeitig entfernt werden kann.
  • Dementsprechend ist in einer mit einem Dreiwegekatalysator versehenen Kraftmaschine herkömmlicherweise ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor zum Ermitteln des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des in den Kraftmaschinenzylinder zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisches in dem Abgasdurchlass stromaufwärts des Katalysators angeordnet, wird die Kraftstoffzuführmenge erhöht, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches mager wird, und die Kraftstoffzuführmenge wird verringert, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches fett wird, wodurch das Luft-Kraftstoff-Verhältnis wechselweise auf die fette Seite oder auf die magere Seite des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses gewechselt wird, um dadurch gleichzeitig das NOx, HC und CO zu reduzieren.
  • Wenn sich jedoch in einer solchen Kraftmaschine der Dreiwegekatalysator verschlechtert, wird die Reinigungsrate des Abgases gesenkt. Da in diesem Fall das Abgas durch die dem Dreiwegekatalysator zu eigenen O2-Speicherfunktion gereinigt wird, bedeutet die Verschlechterung des Katalysators die Absenkung der O2-Speicherfunktion. Wenn mit anderen Worten die Absenkung der Ox Speicherfunktion ermittelt werden kann, wird es möglich, die Verschlechterung des Katalysators zu ermitteln.
  • Daher ist eine Brennkraftmaschine bekannt, in der ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor in dem Abgasdurchlass stromabwärts des Dreiwegekatalysators angeordnet ist und nachdem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Kraftmaschinenzylinder zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisches beispielsweise für eine vorbestimmte Zeitspanne für mager gehalten wird, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf fett geändert und der Verschlechterungsgrad des Dreiwegekatalysators wird von dem Zeitpunkt an ermittelt, bis zu dem das durch den Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Sensor ermittelte Luft-Kraftstoff-Verhältnis nach dem Umschalten von mager auf fett von mager auf fett geändert wird (unter Bezugnahme auf japanische ungeprüfte Patentanmeldung (Kokai) Nr. 5-133264). Je geringer nämlich die O2-Speicherfunktion ist, desto kürzer ist die verstrichene Zeitspanne, bis sich das durch den Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor ermittelte Luft-Kraftstoff-Verhältnis von mager auf fett ändert, nachdem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des zu dem Kraftmaschinenzylinder zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisches von mager auf fett geändert wird. Dementsprechend wird in dieser Kraftmaschine entschieden, dass je kürzer diese verstrichene Zeitspanne ist, der Verschlechterungsgrad des Dreiwegekatalysators umso höher ist.
  • Andererseits ist dort ebenso eine Kraftmaschine bekannt, in welcher ein NOx-Absorptionsmittel in dem Kraftmaschinenabgasdurchlass angeordnet ist, welcher NOx absorbiert, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches mager ist und das absorbierte NOx freigibt, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches fett wird. Wenn in dieser Kraftmaschine ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrannt wird, wird das in dem Abgas enthaltene NOx in das NOx-Absorptionsmittel hineinabsorbiert und wenn das in den NOx-Absorptionsmittel absorbierte NOx freigegeben werden sollte, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches fett gemacht.
  • Dieses NOx-Absorptionsmittel hat jedoch ebenso eine O2-Speicherfunktion, die ähnlich zu jener des Dreiwegekatalysators ist. Zusätzlich zu der NOx-Absorptions- und Freigabewirkung wird Oxidationsreduktion des unverbrannten HC und CO und NOx auf Grundlage dieser O2 Speicherfunktion ausgeführt. Dementsprechend wird ebenso in diesem NOx-Absorptionsmittel die Oxidationsreduktionswirkung schwach wenn die O2 Speicherfunktion gesenkt wird und somit bedeutet dies die Verschlechterung des NOx-Absorptionsmittel.
  • In diesem NOx-Absorptionsmittel ist jedoch nicht nur der in dem NOx-Absorptionsmittel absorbierte und darin gespeicherte übermäßige Sauerstoff vorhanden, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches mager gemacht wird, sondern der gespeicherte Sauerstoff wird auch von dem NOx-Absorptionsmittel freigegeben und das absorbierte NOx wird gleichzeitig von dem NOx-Absorptionsmittel freigegeben, wenn das NOx in das NOx-Absorptionsmittel hinein absorbiert wird und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches von mager auf fett geändert wird. In diesem Fall wird jedoch die verstrichene Zeit, nachdem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches von mager auf fett geändert wird, bis dann, wenn das durch den stromabwärts des NOx-Absorptionsmittel vorgesehenen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor ermittelte Luft-Kraftstoff-Verhältnis sich von mager zu fett ändert, kürzer, da die Menge des in den NOx-Absorptionsmittel gespeicherten Sauerstoffs kleiner ist und wird kürzer, da die Menge des in dem NOx-Absorptionsmittel absorbierten NOx kleiner ist. Diese verstrichene Zeit verhält sich nämlich proportional zu der Summe der Menge des in dem NOx-Absorptionsmittel gespeicherten Sauerstoffs und der Menge des in dem NOx-Absorptionsmittel absorbierten NOx.
  • Dementsprechend wird in dem NOx-Absorptionsmittel eine fehlerhafte Entscheidung ausgeführt, wenn entschieden wird, dass die Menge des in dem NOx-Absorptionsmittel absorbierten Sauerstoffs klein ist, da die verstrichene Zeitspanne kürzer wird, das heisst, wenn entschieden wird, dass die O2-Speicherfunktion gesenkt wird. Wenn außerdem gleichzeitig entschieden wird, dass die Menge des in dem NOx-Absorptionsmittel absorbierten NOx klein ist, da diese verstrichene Zeitspanne kürzer wird, das heisst, wenn entschieden wird, dass die NOx-Absorptionsfähigkeit verringert ist, eine fehlerhafte Entscheidung getroffen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Kraftmaschine zum Ermitteln einer Verschlechterung eines NOx-Absorptionsmittels zu schaffen, die in der Lage ist, einen Verschlechterungsgrad eines NOx-Absorptionsmittels genau zu ermitteln.
  • Erfindungsgemäss ist dort eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 vorgesehen.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Die vorliegende Erfindung kann vollständiger anhand der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der nachstehend dargelegten Erfindung, unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen verstanden werden, in welchen:
  • 1 eine Gesamtansicht der Kraftmaschine ist;
  • 2 eine Ansicht einer Abbildung einer Kraftstoffeinspritzgrundzeit ist;
  • 3 eine Ansicht eines Korrekturfaktors K ist;
  • 4 ein Graph ist, der schematisch eine Konzentration von unverbranntem HC und CO und Sauerstoff in von der Kraftmaschine abgegebenem Abgas zeigt;
  • 5A und 5B Ansichten zum Erklären einer Absorptions- und Freigabewirkung von NOx sind;
  • 6A und 6B Ansichten sind, die eine Menge NOXA von absorbierten NOx und eine Menge NOXD von freigegebenem NOx zeigen;
  • 7A, 7B und 7C Ansichten sind, die eine natürliche Freigabemenge von NOx zeigen;
  • 8 ein Zeitdiagramm der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuerung ist;
  • 9 eine Ansicht ist, die einen Wert eines zwischen einer Anode und einer Kathode des O2-Sensors fliessenden Stromes zeigt;
  • 10 ein Zeitdiagramm ist, das eine Änderung des Wertes des zwischen der Anode und der Kathode des O2-Sensors fliessenden Stromes zeigt;
  • 11 ein Zeitdiagramm ist, welches eine Änderung des Wertes des zwischen der Anode und der Kathode des O2-Sensors fliessenden Stromes zeigt;
  • 12 ein Ablaufdiagramm der Ermittlung der O2 Speichermenge ist;
  • 13 bis 15 Ablaufdiagramme der Steuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses sind;
  • 16 ein Ablaufdiagramm der Rückkopplungssteuerung I ist;
  • 17 ein Zeitdiagramm der Änderung eines Rückkopplungskorrekturfaktors FAF ist;
  • 18 ein Ablaufdiagramm der Rückkopplungssteuerung II ist;
  • 19 ein Ablaufdiagramm einer Fett-I-Doppelverarbeitung ist;
  • 20 ein Ablaufdiagramm einer Fett-II-Doppelverarbeitung ist;
  • 21 ein Ablaufdiagramm einer Mager-Fett-Verarbeitung ist;
  • 22 ein Ablaufdiagramm einer einzelnen Mager-Verarbeitung ist;
  • 23 ein Ablaufdiagramm einer NOx-Freigabe-Verarbeitung ist; und
  • 24 ein Ablaufdiagramm einer Verschlechterungsentscheidung ist.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
  • Unter Bezugnahme auf 1 bezeichnet 1 einen Kraftmaschinenkörper, 2 einen Kolben, 3 eine Verbrennungskammer, 4 eine Zündkerze, 5 ein Ansaugventil, 6 eine Ansaugöffnung, 7 ein Auslassventil und 8 eine Auslassöffnung. Die Ansaugöffnung 6 ist über ein entsprechendes Abzweigrohr 9 mit einem Zwischenbehälter 10 verbunden und eine in Richtung des Inneren der Eingangsöffnung 6 Kraftstoff einspritzende Kraftstoffeinspritzdüse 11 ist an jedem Abzweigrohr 9 angebracht. Der Zwischentank 10 ist über eine Einlassleitung 12 mit einem Luftfilter 13 verbunden und ein Drosselventil 14 ist in der Einlassleitung 12 angeordnet. Andererseits ist die Auslassöffnung 8 über einen Auslasskrümmer 15 und eine Auslassröhre 16 mit einem ein NOx-Absorptionsmittel 18 enthaltendes Gehäuse 17 verbunden.
  • Eine elektronische Steuereinheit 30 weist einen Digitalcomputer auf und ist mit einem Nur-Lese-Speicher (ROM) 32, einem Direktzugriffsspeicher (RAM) 33, einem Mikroprozessor (CPU) 34, einem Sicherungs-RAM 35 der fortwährend mit einer Energiequelle verbunden ist, einer Eingabeschnittstelle 36 und einer Ausgabeschnittstelle 37 versehen, die alle miteinander über einen bidirektionalen Bus 39 verbunden sind. In dem Zwischenbehälter 10 ist ein Drucksensor 19 zum Erzeugen einer Ausgabespannung proportional zu einem direkten Druck in dem Zwischenbehälter 10 angeordnet. Die Ausgabespannung dieses Drucksensors 19 wird über einen entsprechenden Analog-zu-Digital (AD) Umwandler 38 zu der Eingabeschnittstelle 36 eingegeben. Ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (im weiteren Verlauf als O2-Sensor bezeichnet) 20 ist in dem Auslasskrümmer 15 angeordnet und die Ausgabe dieses O2-Sensors 20 wird über den entsprechenden AD-Umwandler 38 zu der Eingabeschnittstelle 36 eingegeben. Ein anderer Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Sensor (im weiteren Verlauf als ein O2-Sensor bezeichnet) 22 ist in dem Abgasrohr 21 stromabwärts des NOx-Absorptionsmittels 18 angeordnet. Dieser O2-Sensor 22 ist über einen entsprechenden AD-Umwandler 38 mit der Eingabeschnittstelle 36 verbunden. Überdies sind ein Kraftmaschinendrehzahlsensor 23, der einen die Kraftmaschinendrehzahl wiedergebenden Ausgabeimpuls erzeugt und ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 24 der einen die Fahrzeuggeschwindigkeit wiedergebende Ausgabeimpuls erzeugt, mit der Eingabeschnittstelle 36 verbunden. Andererseits ist die Ausgabeschnittstelle 37 über eine entsprechende Treiberschaltung 39 mit der Zündkerze 4, dem Kraftstoffeinspritzventil 11 und dem Warnlämpchen 25 verbunden.
  • In der in 1 gezeigten Kraftmaschine wird eine Kraftstoffeinspritzzeit TAU beispielsweise auf Grundlage der nachstehenden Gleichung berechnet: TAU = TP·K·FAF
  • Hierbei gibt TP eine Kraftstoffeinspritzgrundzeit, K einen Korrekturfaktor bzw. FAF einen Rückkopplungskorrekturfaktor wieder. Die grundlegende Kraftstoffeinspritzzeit TP zeigt eine Kraftstoffeinspritzzeit an, die notwendig ist, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Kraftmaschinenzylinder zuzuführenden Luft-Kraftstoff-Gemisches das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis zu machen. Diese grundlegende Kraftstoffeinspritzgrundzeit TP wird im Vorfeld durch Versuche gefunden und vorausgehend in dem ROM 32 in der Form einer Abbildung, wie dies in 2 gezeigt ist, als eine Funktion des absoluten Drucks PM in dem Zwischentank 10 und der Kraftmaschinendrehzahl N gespeichert. Der Korrekturfaktor K ist ein Faktor zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des in den Kraftmaschinenzylinder zuzuführenden Luft-Kraftstoff-Gemisches. Wenn K = 1,0 ist, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des zu dem Brennkraftmaschinenzylinder zuzuführenden Luft-Kraftstoff-Gemisches das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Wenn im Gegenteil dazu, K kleiner als 1,0 wird, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des zu dem Kraftmaschinenzylinder zuzuführenden Luft-Kraftstoff-Gemisches größer als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das heisst, es wird mager und wenn K größer als 1,0 wird, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des zu dem Kraftmaschinenzylinder zuzuführenden Luft-Kraftstoff-Gemisches kleiner als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis, das heisst, es wird fett.
  • Der Rückkopplungskorrekturfaktor FAF ist ein Faktor, um das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf der Grundlage des Ausgabesignals des O2-Sensors 20 mit dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis übereinstimmen zu lassen, wenn K = 1,0 ist, das heisst, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in den Kraftmaschinenzylinder zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisch das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis gemacht werden sollte. Dieser Rückkopplungskorrekturfaktor FAF bewegt sich aufwärts oder abwärts um den Wert 1,0 herum. Der FAF wird verringert, wenn das Luft-Kraftstoff-Gemisch fett wird und erhöht, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis mager wird. Man beachte, dass der Wert FAF auf 1,0 festgesetzt ist, wenn K kleiner 1,0 oder wenn K größer als 1,0 ist.
  • Das Ziel-Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches, das in den Kraftmaschinenzylinder zugeführt werden sollte, das heisst, der Wert des Korrekturfaktors K wird in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Kraftmaschine geändert. In diesem erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel wird er im Wesentlichen im Vorfeld als eine Funktion des absoluten Drucks PM in dem Zwischenbehälter 10 und der Kraftmaschinendrehzahl N bestimmt, wie dies in 3 gezeigt ist. Wie dies in 3 gezeigt ist, wird der Wert K nämlich in einem niedrigen Lastbetriebsbereich auf der niedrigeren Lastseite einer durchgezogenen Linie R kleiner als 1,0, das heisst, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches wird mager gemacht und in einem hohen Lastbetriebsbereich zwischen der durchgezogenen Linie R und der durchgezogenen Linie S, wird K gleich 1,0, das heisst, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches wird zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis gemacht. In dem Volllastbetriebsbereich auf der höheren Lastseite der durchgezogenen Linie S, wird K größer als 1,0, das heisst, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches wird fett gemacht.
  • 4 zeigt schematisch die Konzentration von repräsentativen Komponenten in dem von der Verbrennungskammer 3 ausgelassenen Abgas. Wie dies von 4 gesehen werden kann, wird die Konzentration des unverbrannten HC und CO in dem von Verbrennungskammer 3 ausgelassenen Abgas erhöht, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des zu der Verbrennungskammer 3 zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisches fett wird und die Konzentration des von der Verbrennungskammer 3 ausgelassenen Sauerstoffs O2 wird erhöht, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des zu der Verbrennungskammer 3 zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisches mager wird.
  • Ein in dem Gehäuse 17 untergebrachtes NOx-Absorptionsmittel 18 verwendet zum Beispiel Aluminium als das Trägermaterial. Auf diesem Trägermaterial wird zumindest ein Element getragen, welches aus Alkalimetallen, wie z. B. Kalium K, Natrium Na, Lithium Li und Cäsium Cs, Alkalierdmetallen, wie z. B. Barium Ba oder Calcium Ca und seltenen Erdmetallen wie z. B. Lanthanum La oder Yttrium Y ausgewählt werden und ein Edelmetall wie z. B. Platin Pt. Wenn das Verhältnis von in den Kraftmaschineneinlassdurchlass und den Abgasdurchlass stromaufwärts des NOx- Absorptionsmittels 18 zugeführter Luft und Kraftstoff als das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in das NOx-Absorptionsmittel 18 hineinströmenden Abgas bezeichnet wird, führt dieses NOx-Absorptionsmittel 18 die Wirkung von Absorbieren und Freigeben von NOx aus, um so das NOx zu absorbieren, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases mager ist und gibt das absorbierte NOx frei, wenn die Sauerstoffkonzentration in dem einströmenden Abgas gesenkt ist. Man beachte, wo der Kraftstoff (Kohlenwasserstoff) oder die Luft nicht in die Abgasleitung stromaufwärts NOx-Absorptionsmittels 18 zugeführt wird, stimmt das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des strömenden Abgases mit dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis des zu der Verbrennungskammer 3 zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisches überein und daher absorbiert in diesem Fall das NOx-Absorptionsmittel 18 das NOx, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des zu der Verbrennungskammer 3 zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisches mager ist und gibt das absorbierte NOx frei, wenn die Sauerstoffkonzentration des zu der Verbrennungskammer 3 zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisches gesenkt ist.
  • Wenn das NOx-Absorptionsmittel 18 in dem Kraftmaschinenabgasdurchlass angeordnet ist, führt dieses NOx-Absorptionsmittel 18 gegenwärtig die Absorbier- und Freigabewirkung von NOx aus, aber es gibt dort Bereiche von Unsicherheit bezüglich des genauen Mechanismus dieser Absorbier- und Freigabewirkung. Es kann jedoch davon ausgegangen werden, dass diese Absorptions- und Freigabewirkung durch den Mechanismus ausgeführt wird, wie er in 5A und 5B gezeigt ist. Als nächstes wird eine Erklärung dieses Mechanismus gegeben, wobei als ein Beispiel ein Fall genommen wird, in dem Platin Pt und Barium Ba auf diesem Trägermaterial getragen werden, aber ein ähnlicher Mechanismus wird selbst dann erhalten, wenn ein anderes Edelmetall oder Alkalimetall, Alkalierdmetall und seltenes Erdmetall verwendet werden.
  • Wenn nämlich das einströmende Abgas beträchtlich mager wird, wird die Sauerstoffkonzentration in dem einströmenden Abgas stark erhöht und wie dies in 5A gezeigt ist, wird Sauerstoff O2 an der Oberfläche des Platins Pt in der Form von O2 – oder O2 abgelagert. Andererseits reagiert das NO in dem einströmenden Abgas mit dem O2 – oder O2– an der Oberfläche des Platins Pt und wird zu NO2 (2NO + O2 -> 2NO2). Folglich wird ein Teil des erzeugten NO2 in dem Absorptionsmittel absorbiert, während es an dem Platin Pt oxidiert wird und mit dem Bariumoxid BaO verbunden wird, während das-Absorptionsmittel in der Form von Salpetersäureionen NO3 – zerstreut wird, wie dies in 5A gezeigt ist. Auf diese Weise wird NOx in das NOx-Absorptionsmittel 18 hineinabsorbiert.
  • Solange die Sauerstoffkonzentration in dem einströmenden Abgas hoch ist, wird NO2 an der Oberfläche des Platins Pt erzeugt und solange die NOx-Absorptionskapazität des Absorptionsmittels nicht gesättigt ist, werden durch Absorption von NO2 in das-Absorptionsmittel ausgebildete Salpetersäureionen NO3 – erzeugt. Wenn im Gegensatz dazu, die Sauerstoffkonzentration in dem einströmenden Abgas gesenkt wird und die Erzeugungsmenge des NO2 gesenkt wird, schreitet die Reaktion in einer umgekehrten Richtung (NO3 – -> NO2) vor und somit werden die Salpetersäureionen NO3 – in dem Absorptionsmittel von dem Absorptionsmittel in der Form von NO2 freigegeben. Wenn nämlich die Sauerstoffkonzentration in dem strömenden Abgas gesenkt wird, wird NOx von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegeben werden. Wenn, wie dies in 4 dargestellt ist, der Magerheitsgrad des einströmenden Abgas niedrig wird, wird die Sauerstoffkonzentration in dem einströmenden Abgas gesenkt und daher wird wenn der Magerheitsgrad des einströmenden Abgases verringert wird, selbst dann NOx von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegeben, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases mager ist.
  • Wenn andererseits das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des zu der Verbrennungskammer 3 zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisches fett gemacht wird und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases fett wird, wie dies in 4 gezeigt ist, wird eine große Menge von unverbranntem HC und CO von der Kraftmaschine ausgelassen. Diese unverbrannten HC und CO reagieren mit dem Sauerstoff O2 – oder O2– an dem Platin Pt und werden oxidiert. Wenn ferner das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases fett wird, wird die Sauerstoffkonzentration des einströmenden Abgases extrem gesenkt, sodass NO2 von dem Absorptionsmittel freigegeben wird. Dieses NO2 reagiert mit den unverbrannten HC und CO und wird, wie dies in 5B gezeigt ist, reduziert. Wenn NO2 nicht länger an der Oberfläche des Platins Pt vorhanden ist, wird auf diese Weise das NO2 fortschreitend von dem Absorptionsmittel freigegeben. Wenn dementsprechend das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases fett gemacht wird, wird NOx von dem NOx-Absorptionsmittel 18 in einer kurzer Zeit freigegeben.
  • Wenn nämlich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases fett gemacht wird, reagieren als erstes die unverbrannten HC und CO unmittelbar mit O2 – oder O2– an dem Platin Pt und werden oxidiert und selbst wenn das O2 – oder O2– an dem Platin Pt verbraucht ist, wenn das unverbrannte HC und CO noch verbleibt, werden dann das von dem Absorptionsmittel freigegebene NOx und das von der Kraftmaschine ausgelassene NOx reduziert. Dementsprechend wird das in dem NOx-Absorptionsmittel 18 absorbierte NOx in einer kurzer Zeitspanne freigegeben, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases fett gemacht wird und zusätzlich wird dieses freigegebene NOx reduziert, sodass es möglich wird, zu verhindern, dass das NOx in die Atmosphäre ausgelassen wird.
  • Wenn, wie dies vorstehend erwähnt ist, das magere Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrannt wird, wird NOx in das NOx-Absorptionsmittel 18 hinein absorbiert. Es gibt dort jedoch eine Grenze der NOx-Absorptionsfähigkeit des NOx-Absorptionsmittel 18. Wenn die NOx-Absorptionsvermögen des NOx-Absorptionsmittel 18 gesättigt ist, kann das NOx-Absorptionsmittel 18 das NOx nicht länger absorbieren. Dementsprechend ist es notwendig, das NOx von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freizugeben, bevor das NOx-Absorptionsvermögen des NOx-Absorptionsmittel 18 gesättigt ist. Zu diesem Zweck ist es notwendig, abzuschätzen, auf welchen Grad das NOx in dem NOx-Absorptionsmittel absorbiert wurde. Als nächstes wird eine Erklärung des Schätzverfahrens der NOx-Absorptionsmenge gegeben.
  • Wenn das magere Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrannt ist, ist die von der Kraftmaschine pro Zeiteinheit ausgelassene NOx Menge umso größer, je höher die Kraftmaschinenlast ist, sodass die Menge von in das NOx-Absorptionsmittel 18 pro Zeiteinheit hinein absorbiertem NOx vergrössert wird. Ebenso ist die Menge von von der Kraftmaschine pro Zeiteinheit ausgelassenem NOx umso größer, je höher die Kraftmaschinendrehzahl ist, sodass die Menge von in das NOx-Absorptionsmittel 18 pro Zeiteinheit hinein absorbiertem NOx vergrössert wird. Dementsprechend wird die Menge des in das NOx-Absorptionsmittel 18 pro Zeiteinheit hinein absorbierten NOx eine Funktion der Kraftmaschinenlast und der Kraftmaschinendrehzahl. In diesem Fall kann die Kraftmaschinenlast durch den absoluten Druck in dem Zwischenbehälter 10 wiedergegeben werden, sodass die Menge des in das NOx-Absorptionsmittel 18 pro Zeiteinheit hinein absorbiertem NOx eine Funktion des absoluten Drucks PM in dem Zwischenbehälter 10 und der Kraftmaschinendrehzahl N wird. Dementsprechend wird in dem erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel die Menge von in das NOx-Absorptionsmittel 18 pro Zeiteinheit hinein absorbiertem NOx im Vorfeld als eine Funktion des absoluten Drucks PM und der Kraftmaschinendrehzahl N durch Versuche gefunden. Diese NOx-Absorptionsmengen NOXA und PM werden im Vorfeld in dem ROM 32 in der Form einer in 6 dargestellten Abbildung als eine Funktion von PM und N gespeichert.
  • Andererseits wird, wie dies vorstehend erwähnt ist, während der Zeitspanne, in der das NOx von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegeben wird, das in dem Abgas enthaltene unverbrannte HC und CO, das heisst, der überschüssige Kraftstoff, zum Reduzieren des von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegebenen NOx verwendet, und daher verhält sich die Menge NOXD von von dem NOx-Absorptionsmittel 18 pro Zeiteinheit freigegebenen NOx proportional zu der Menge von pro Zeiteinheit zugeführtem überschüssigen Kraftstoff. Man beachte, dass die Menge Qcx von pro Zeiteinheit zugeführtem überschüssigem Kraftstoff durch die nachstehende Gleichung wiedergegeben werden kann: Qcx = f1·(K – 1,0)·TP·N
  • Hierin bezeichnet f1 eine proportionale Konstante, K einen Korrekturfaktor, TP eine Kraftstoffeinspritzgrundzeit und N eine Kraftmaschinendrehzahl. Wenn andererseits die proportionalen Konstante f2 ist, kann die Menge NOXD von von dem NOx-Absorptionsmittel 18 pro Zeiteinheit freigegebenem NOx durch NOXD = f2·Qcx wiedergegeben werden, sodass wenn f = f1·f2 die Menge NOXD von von dem NOx-Absorptionsmittel 18 pro Zeiteinheit freigegebenem NOx durch die nachstehende Gleichung wiedergegeben werden kann: NOXD = f·(K – 1,0)·TP·N
  • Andererseits wird der NOx Freigabevorgang von dem NOx-Absorptionsmittel 18 selbst dann ausgeführt, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches bei dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis beibehalten wird, wie dies vorstehend erwähnt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Menge NOXD von von dem NOx-Absorptionsmittel 18 pro Zeiteinheit freigegebenem NOx eine Funktion des absoluten Drucks PM in dem Zwischentank 10 und der Kraftmaschinendrehzahl N und diese Menge NOXD von freigegebenem NOx wird vorangehend in dem ROM 32 in Form einer Abbildung gespeichert, wie sie in 6B gezeigt ist.
  • Wenn überdies die Temperatur des NOx-Absorptionsmittel 18 hoch wird, schließen sich die in dem Absorptionsmittel verteilten Salpetersäureionen NO3 – auf und das NOx wird auf natürliche Weise von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegeben. Zu diesem Zeitpunkt wird die Menge NOXD' von in dem NOx-Absorptionsmittel 18 pro Zeiteinheit freigegebenem NOx durch die nachstehende Gleichung wiedergegeben: NOXD' = f(TE)·NOXD''
  • Hierin zeigt f(TE) die NOx-Freigaberate und NOXD'' zeigt die Grundmenge von freigegebenem NOx. Die Rate von freigegebenem NOx f(TE) wird plötzlich groß, wenn die die Temperatur des NOx-Absorptionsmittel 18 wiedergebende Abgastemperatur TE eine vorbestimmte Temperatur übersteigt, wie dies in 7A gezeigt ist. Man beachte, dass in dem erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel die Abgastemperatur TE vorangehend in dem ROM 32 als eine Funktion des absoluten Drucks PM in dem Zwischenbehälter 10 und der Kraftmaschinendrehzahl N in der Form einer Abbildung, wie diese in 7B gezeigt ist, gespeichert wurde. Ferner wurden ebenso die Basismenge NOXD'' von freigegebenem NOx vorangehend in dem ROM 32 als eine Funktion des absoluten Drucks PM in dem Zwischenbehälter 10 und der Kraftmaschinendrehzahl N in der Form einer Abbildung, wie sie in 7C gezeigt ist, gespeichert.
  • Wenn wie dies vorstehend erwähnt wurde, ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrannt wird, wird die Menge von pro Zeiteinheit absorbiertem NOx durch NOXA wiedergegeben und wenn das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis oder ein fetter Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrannt wird, wird die Menge von pro Zeiteinheit freigegebenem NOx durch NOXD wiedergegeben. Die natürliche Menge von pro Zeiteinheit freigegebenem NOx wenn die Temperatur des NOx-Absorptionsmittel 18 hoch wird, wird durch NOXD' wiedergegeben, sodass die Menge ΣNOX von geschätztem NOx, das in dem NOx-Absorptionsmittel 18 absorbiert werden soll, durch die nachstehende Gleichung wiedergegeben wird: ΣNOX = ΣNOX + NOXA – NOXD – NOXD'
  • Daher wird in dem erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches zeitweises fett gemacht, wenn die Menge ΣNOX des geschätztem NOx, das in dem NOx-Absorptionsmittel 18 absorbiert werden soll, die in der Praxis die später erwähnte korrigierte Menge ΣNKX von dem geschätzten NOx ist, den zulässigen Maximalwert MAX erreicht, wodurch NOx von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegeben wird.
  • Es ist jedoch SOx in dem Abgas enthalten und nicht nur NOx, sondern auch SOx werden in das NOx-Absorptionsmittel 18 hinein absorbiert. Der Absorptionsmechanismus von SOx zu dem NOx-Absorptionsmittel 18 kann als derselbe wie der Absorptionsmechanismus von NOx betrachtet werden.
  • Wenn nämlich ähnlich wie die Erklärung des Absorptionsmechanismus von NOx die Erklärung anhand eines Beispiels gemacht wird, in dem Platin Pt und Barium Ba auf dem Trägermaterial getragen werden, wie dies vorstehend erwähnt ist, wird der Sauerstoff O2 auf der Oberfläche des Platins Pt in der Form O2 – oder O2– abgelagert wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des einströmenden Abgases mager ist und das SO2 in dem einströmenden Abgas reagiert mit dem O2 – oder O2– auf der Oberfläche des Platins Pt und wird SO3. Folglich wird ein Teil des erzeugten SO3 in das-Absorptionsmittel hinein absorbiert, während es auf dem Platin Pt weiter oxidiert wird und mit dem Bariumoxid BaO verbunden wird, während es in der Form eines Schwefelsäureions SO4 2– in dem Absorptionsmittel verteilt wird und stabiles Sulfat BaSO4 erzeugt wird.
  • Dieses Sulfat BaSO4 ist jedoch stabil und schwierig aufzuschließen. Selbst wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis nur für eine kurze Zeitspanne fett gemacht wird, wie dies in 8 gezeigt ist, wird das meiste Sulfat BaSO4 nicht aufgeschlossen und verbleibt wie es ist. Dementsprechend nimmt das Sulfat BaSO4 in dem NOx-Absorptionsmittel 18 mit dem Verlauf von Zeit zu und somit wird die maximale Absorptionsmenge von NOx, das durch das NOx-Absorptionsmittel 18 absorbiert werden kann, mit dem Verlauf von Zeit fortschreitend gesenkt. Mit anderen Worten wird nämlich das NOx-Absorptionsmittel 18 mit dem Verlauf von Zeit fortschreitend verschlechtert. Wenn die maximale Absorptionsmenge von NOx durch das NOx-Absorptionsmittel 18 gesenkt wird, ist es notwendig, dass NOx von dem NOx-Absorptionsmittel 18 in einer Zeitspanne freizugeben, in der die Absorptionsmenge des NOx in dem NOx-Absorptionsmittel 18 klein ist. Zu diesem Zweck wird es als erstes nötig, genau die maximale Absorptionsmenge NOx, die durch das NOx-Absorptionsmittel 18 möglich ist, das heisst, den Verschlechterungsgrad des NOx-Absorptionsmittels 18 zu ermitteln.
  • In dem erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel ist die durch das NOx-Absorptionsmittel 18 mögliche maximale Absorptionsmenge von NOx, das heisst, der Verschlechterungsgrad des NOx-Absorptionsmittel 18 aus dem durch den O2-Sensor 22 ermittelten Luft-Kraftstoff-Verhältnis ermittelt. Dies wird später erklärt.
  • Wenn nämlich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in die Verbrennungskammer 3 zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisches fett wird, wie dies in 4 gezeigt ist, wird das den Sauerstoff O2 und das unverbrannte HC und CO enthaltene Abgas von der Verbrennungskammer 3 ausgelassen aber dieser Sauerstoff O2 und das verbrannte HC und CO reagieren überhaupt nicht miteinander und somit wird dieser Sauerstoff O2 durch das NOx-Absorptionsmittel 18 durchgeführt und von dem NOx-Absorptionsmittel 18 ausgelassen. Wenn andererseits das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des zu der Verbrennungskammer 3 zugeführten Luft-Kraftstoff-Gemisches fett wird, wird NOx von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegeben. Zu diesem Zeitpunkt wird das in dem Abgas enthaltene, unverbrannte HC und CO zum Reduzieren des freigegebenen NOx verwendet, sodass während einer Zeitspanne, in der das NOx von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegeben wird, kein unverbranntes HC und CO von dem NOx-Absorptionsmittel 18 ausgelassen wird. Dementsprechend ist während einer Zeitspanne, in der das NOx ununterbrochen von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegeben wird, der Sauerstoff O2 in dem von dem NOx-Absorptionsmittel 18 ausgelassenen Abgas enthalten, aber kein unverbranntes HC und CO ist darin enthalten, und daher wird während dieser Zeitspanne das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des von dem NOx-Absorptionsmittel 18 ausgelassenen Abgases geringfügig mager.
  • Folglich werden, wenn das gesamte in dem NOx-Absorptionsmittel 18 absorbierte NOx freigegeben wird, das in dem Abgas enthaltene, unverbrannte HC und CO nicht für die Reduktion des O2 in dem NOx-Absorptionsmittel 18 verwendet, sondern werden, wie sie sind, von dem NOx-Absorptionsmittel 18 ausgelassen. Dementsprechend wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des von dem NOx-Absorptionsmittel 18 ausgelassenen Abgases zu diesem Zeitpunkt fett. Wenn nämlich das gesamte in dem NOx-Absorptionsmittel 18 absorbierte NOx freigegeben wird, ändert sich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des von dem NOx-Absorptionsmittel 18 ausgelassenen Abgases von mager auf fett. Dementsprechend ist das gesamte in dem NOx-Absorptionsmittel 18 absorbierte NOx von dem NOx-Absorptionsmittel 18 während der Zeit freigelassen, die von dem Zeitpunkt verstreicht, zu dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in das NOx-Absorptionsmittel 18 hineinströmenden Abgases von mager auf fett gewechselt wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des von dem NOx-Absorptionsmittel 18 ausgelassenen Abgases fett wird. Daher wird von dort die Menge des in dem NOx-Absorptionsmittel 18 absorbierten NOx betrachtet. Dies wird als nächstes etwas genauer erklärt.
  • Der in 1 gezeigte O2-Sensor 22 weist einen in dem Abgasdurchlass angeordneten, aus Zirkonia gefertigten, tassenförmigen, zylindrischen Körper auf. Eine aus einer dünnen Platinschicht gefertigte Anode ist an einer innenseitigen Fläche dieses zylindrischen Körpers ausgebildet bzw. eine aus einer dünnen Platinschicht gefertigte Kathode ist an einer Außenfläche dieses zylindrischen Körpers ausgebildet. Die Kathode ist durch eine poröse Schicht bedeckt. Konstante Spannung wird zwischen der Kathode und Anode aufgebracht. In diesem O2-Sensor 22 strömt ein Strom I (mA) proportional zu dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F zwischen der Kathode und Anode, wie dies in 9 gezeigt ist. Man beachte, dass in 9 I0 den Strom bezeichnet, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis (= 14,6) ist. Wenn, wie dies aus 9 gesehen wird, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F mager ist, wird der Strom I erhöht, da das Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F innerhalb eines Bereichs, in dem I > I0 ist, größer wird und der Strom I wird Null, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis A/F allerhöchstens 13,0 oder weniger fett wird.
  • 10 zeigt die Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (A/F) des in das NOx-Absorptionsmittel 18 hinein strömenden Abgases, die Änderung des zwischen der Kathode und Anode des O2-Sensors 22 strömenden Stroms I und die Änderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (A/F) des aus dem NOx-Absorptionsmittel 18 heraus strömenden Abgases. Wenn, wie dies in 10 gezeigt ist, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) des in das NOx-Absorptionsmittel 18 hinein strömenden Abgases von mager auf fett gewechselt wird und der NOx-Freigabevorgang von dem NOx-Absorptionsmittel 18 gestartet ist, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) des aus dem NOx-Absorptionsmittel 18 heraus strömenden Abgases plötzlich klein, um das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis anzunähern und daher wird der Strom I plötzlich gesenkt, um I0 anzunähern. Folglich wird in einer Zeitspanne, in der der NOx-Freigabevorgang von dem NOx-Absorptionsmittel 18 ausgeführt wird, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) des aus dem NOx-Absorptionsmittel 18 heraus strömenden Abgases in einem etwas mageren Zustand gehalten und daher wird der Strom I bei einem Wert gehalten, der etwas größer als I0 ist. Wenn folglich das gesamte in dem NOx-Absorptionsmittel 18 absorbierte NOx freigegeben wird, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) des aus dem NOx-Absorptionsmittel 18 heraus strömenden Abgases plötzlich klein und wird fett und daher fällt der Strom I plötzlich auf Null ab.
  • 11 zeigt die Änderung des Stroms I, bei der die Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel 18 enthaltenen NOx abweicht. Man beachte, dass in 11 die numerischen Werte die Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel 18 absorbierten NOx anzeigen. Wenn, wie dies in 11 gezeigt ist, die Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel 18 absorbierten NOx unterschiedlich ist, ändert sich damit verbunden eine verstrichene Zeit t1 von dem Zeitpunkt, an dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) des in das NOx-Absorptionsmittel 18 hinein strömenden Abgases von mager auf fett geändert wird, bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Strom I nahezu Null wird. Je geringer die Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel 18 absorbierten NOx ist, umso kürzer ist diese verstrichene Zeitspanne t1. NOx wird fast für diese verstrichene Zeitspanne t1 ununterbrochen von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegeben. Wenn die Gesamtmenge von während dieser verstrichenen Zeitspanne t1 freigegebenem NOx gefunden ist, ergibt sich die Gesamtmenge von in dem NOx-Absorptionsmittel 18 absorbierten NOx.
  • Wie dies vorstehend erwähnt wurde, ist jedoch die Menge NOXD von dem NOx-Absorptionsmittel 18 pro Zeiteinheit freigegebenem NOx proportional zu der überschüssigen Menge von pro Zeiteinheit zugeführtem Kraftstoff und dieses NOXD wird durch die nachstehende Gleichung wiedergegeben: NOXD = f·(K – 1,0)·TP·N
  • Wenn dementsprechend die Summe der Zuführmenge von überschüssigem Kraftstoff während der verstrichenen Zeitspanne t1, das heisst, die Summe von der Menge NOXD von freigegebenem NOx gefunden ist, kann die Gesamtmenge von in dem NOx-Absorptionsmittel 18 absorbiertem NOx ermittelt werden.
  • Da das NOx-Absorptionsmittel 18 jedoch eine O2 Speicherfunktion zusätzlich zu der Absorptions- und Freigabefunktion von NOx hat, gibt es ein Problem, dass selbst wenn die Summe der Zuführmenge von überschüssigem Kraftstoff während der verstrichenen Zeitspanne t1 gefunden wurde, die Gesamtmenge von in dem NOx-Absorptionsmittel 18 gegenwärtig absorbierten NOx nicht ermittelt werden kann. Eine Erklärung davon wird als nächstes gegeben.
  • Wenn nämlich in dem NOx-Absorptionsmittel 18 ebenso das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in das NOx-Absorptionsmittel 18 hinein strömenden Abgases mager wird, wird der Sauerstoff in dem Abgas durch das NOx-Absorptionsmittel 18 angezogen und gespeichert. Folglich wird, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in das NOx-Absorptionsmittel 18 hinein strömenden Abgases fett wird, der gespeicherte Sauerstoff zum Oxidieren des unverbrannten HC und CO usw. verwendet und somit wird der gespeicherte Sauerstoff von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegeben. Die O2-Speicherfunktion dieses NOx-Absorptionsmittels 18 wird insbesondere auffällig, wo Cer Ce auf dem Trägermaterial getragen wird.
  • Wie dies vorstehend erwähnt ist, wird jedoch der von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegebene Sauerstoff zum Oxidieren des in dem Abgas, das heisst, dem überschüssigen Kraftstoff, enthaltenen unverbrannten HC, CO, usw. verwendet, wodurch die Menge von von dem NOx-Absorptionsmittel 18 pro Zeiteinheit freigegebenen Sauerstoff proportional zu der Menge von pro Zeiteinheit zugeführtem, überschüssigem Kraftstoff wird. Wenn dementsprechend der für die Menge NOXD von freigegebenem NOx verwendete Korrekturfaktor f zum Vergleichen der Menge von für die Freigabe von NOx von dem NOx-Absorptionsmittel 18 benötigten Kraftstoff und der Menge von für das Freigeben von Sauerstoff von dem NOx-Absorptionsmittel 18 benötigten überschüssigen Kraftstoff verwendet wird, wird die Menge von von dem NOx-Absorptionsmittel 18 pro Zeiteinheit freigegebenem Sauerstoff proportional zu dem durch die nachstehende Gleichung wiedergegebenem OD: OD = f·(K – 1,0)·TP·N
  • Man beachte, dass nachstehend dieses OD als die Menge von von dem NOx-Absorptionsmittel 18 pro Zeiteinheit freigegebenem Sauerstoff bezeichnet wird.
  • Während der Zeitspanne, in der der Sauerstoff von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegeben wird, wird ähnlich zu der Zeitspanne, in der NOx von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegeben wird, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des von dem NOx-Absorptionsmittel 18 heraus strömenden Abgases geringfügig mager beibehalten. Wenn, wie dies in 11 dargestellt ist, die Absorptionsmenge von NOx des NOx-Absorptionsmittel 18 10 mg ist, das heisst, wenn die NOx Absorptionsmenge des NOx-Absorptionsmittels 18 nahezu Null ist, nachdem die Zeitspanne t2 verstreicht, nachdem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) des Luft-Kraftstoff-Gemisches von mager auf fett geändert wird, wird der Stromwert I kleiner als α. Zu diesem Zeitpunkt wird der NOx-Freigabevorgang nicht ausgeführt und nur der Sauerstofffreigabevorgang wird ausgeführt. Wenn dementsprechend die Summe der Zuführmenge des überschüssigen Kraftstoffs während der verstrichenen Zeitspanne t1, das heisst, die Summe ΣOD der Menge OD von Sauerstofffreigabe gefunden ist, kann die Gesamtmenge von gegenwärtig in dem NOx-Absorptionsmittel 18 gespeicherten Sauerstoff ermittelt werden.
  • Der während der verstrichenen Zeitspanne t1 aus 11 zugeführte, überschüssige Kraftstoff wird nämlich zum Freigeben des NOx und des Sauerstoffs von dem NOx-Absorptionsmittel 18 verwendet. Dementsprechend kann die Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel 18 absorbiertem NOx und die Menge von darin absorbiertem und gespeichertem Sauerstoff nicht aus der Menge von während dem Verstreichen der Zeitspanne t1 zugeführten überschüssigem Kraftstoffs entnommen werden. Wenn die Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel 18 absorbiertem NOx jedoch nahezu Null ist, wird die Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel 18 absorbierten und gespeicherten Sauerstoff von der Menge von während dem Verstreichen der Zeitspanne t2 zugeführten überschüssigem Kraft stoff entnommen. Daher wird in dem erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel die absorbierte und gespeicherte Sauerstoffmenge ΣOD als erstes gefunden und dann wird die Summe der Absorptionsmenge von NOx und der Menge von absorbiertem und gespeichertem Sauerstoff aus der Zuführmenge von überschüssigem Kraftstoff während dem Verstreichen der Zeitspanne t1 gefunden, und dann wird die Menge ΣOD von absorbiertem und gespeichertem Sauerstoff von dieser Summe abgezogen, um die NOx-Absorptionsmenge zu finden.
  • Auf diese Weise wird in dem erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel zuerst die Menge von absorbiertem und gespeichertem Sauerstoff gefunden. Dementsprechend wird, wenn z. B. ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch zuerst verbrannt wird, dort wo das NOx in dem NOx-Absorptionsmittel 18 absorbiert wird, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches von mager auf fett gewechselt und das gesamte absorbierte NOx und der gesamte gespeicherte Sauerstoff werden von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegeben. Folglich wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches mager beibehalten, bis das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches von fett auf mager gewechselt wird und das NOx-Absorptionsmittel 18 den gesamten Sauerstoff, der absorbiert werden kann, speichert. Die Zeit, bis das NOx-Absorptionsmittel 18 den gesamten Sauerstoff speichert, der absorbiert werden kann, ist äußerst kurz. Während dieser Zeit wird nahezu kein NOx in das NOx-Absorptionsmittel 18 hinein absorbiert. Folglich wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches wieder von mager auf fett gewechselt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Absorptionsmenge von NOx des NOx-Absorptionsmittels 18 nahezu Null und dementsprechend wird die Menge von absorbiertem und gespeichertem Sauerstoff aus der Summe der Zuführmenge des überschüssigen Kraftstoffs berechnet, das heisst, die Summe der Menge OD des absorbierten und gespeicherten Sauerstoffs während der verstrichenen Zeitspanne t2 zu diesem Zeitpunkt.
  • Selbst wenn andererseits mit einem mageren Luft-Kraftstoff-Gemisch betrieben wird, wenn Kraftmaschinenbetrieb mit hoher Drehzahl fortgeführt wird, in der die Temperatur des NOx-Absorptionsmittels 18 hoch wird, wird das gesamte absorbierte NOx natürlich von dem NOx-Absorptionsmittel 18 während dieser Zeit freigegeben. Dementsprechend wird in einem solchen Fall lediglich das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches von mager auf fett gewechselt und die Menge von absorbiertem und gespeichertem Sauerstoff wird aus der Summe der Zuführmenge des überschüssigen Kraftstoffs während dieser verstrichenen Zeitspanne t2 berechnet.
  • Wenn ferner ein Luft-Kraftstoff-Gemisch des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses über eine vorbestimmte Zeitspanne verbrannt wird, wird das gesamte absorbierte NOx von dem NOx-Absorptionsmittel 18 während dieser Zeit freigegeben. Dementsprechend wird in diesem Fall zunächst das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches von dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf mager gewechselt, der Sauerstoff, der in dem NOx-Absorptionsmittel 18 gespeichert werden kann, wird gespeichert, dann wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches von mager auf fett gewechselt und die Menge von absorbiertem und gespeichertem Sauerstoff wird aus der Summe der Zuführmenge des überschüssigen Kraftstoffs während dieser verstrichenen Zeit t2 berechnet.
  • Auf diese Weise wird die Sauerstoffmenge, die in dem NOx-Absorptionsmittel 18 gespeichert werden kann berechnet und diese Sauerstoffmenge wird verwendet, um den Verschlechterungsgrad des NOx-Absorptionsmittels 18 auf Grund der Senkung der O2-Speicherfunktion zu finden. Die Ermittlung der Sauerstoffmenge, die durch das NOx-Absorptionsmittel 18 gespeichert werden kann, wird, verglichen mit dem Freigabevorgang von NOx von dem NOx-Absorptionsmittel 18 mit einer beträchtlich geringeren Frequenz ausgeführt. Ferner wird die Ermittlung der maximalen NOx-Absorptionsmenge des NOx-Absorptionsmittels 18 mit einer Frequenz ausgeführt, die höher als jene der Ermittlung der Sauerstoffmenge ist, die in dem NOx-Absorptionsmittel 18 gespeichert werden kann. Zu dem Zeitpunkt der Ermittlung der maximalen NOx-Absorptionsmenge des NOx-Absorptionsmittels 18 wird zunächst die Summe der NOx-Absorptionsmenge und der Menge von gespeichertem Sauerstoff aus der Zuführmenge des überschüssigen Kraftstoffs während der verstrichenen Zeitspanne t1 gefunden, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches von mager auf fett gewechselt wird. Durch Abziehen der bereits ermittelten Sauerstoffmenge, die gespeichert werden kann, von dieser Summe, wird die maximale NOx Absorptionsmenge berechnet.
  • Um jedoch die maximale NOx-Absorptionsmenge durch das NOx-Absorptionsmittel 18 zu berechnen, das heisst, den Verschlechterungsgrad des Absorptionsvermögens von NOx des NOx-Absorptionsmittels 18 zu ermitteln, muss zum Zeitpunkt der Ermittlung die Menge ΣNOX von NOx-Absorption des NOx-Absorptionsmittels 18 die maximale NOx-Absorptionsmenge werden. Wenn nämlich unterstellt wird, dass die in 8 durch die gestrichelte Linie angezeigtes VNOx die maximale Absorptionsmenge von NOx ist, die gegenwärtig möglich ist, wenn die Menge ΣNOX von NOx-Absorption des NOx-Absorptionsmittels 18 kleiner ist als dieses VNOx, kann selbst dann die maximale Menge VNOx von NOx-Absorption nicht gefunden werden, wenn das gesamte NOx von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegeben wird. Dies liegt daran, dass die Gesamtmenge von zu diesem Zeitpunkt freigegebenem NOx kleiner als die maximale Absorptionsmenge von NOx ist.
  • Wenn im Gegensatz dazu, das NOx von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegeben wird, wenn die Absorptionsfähigkeit des NOx-Absorptionsmittels 18 gesättigt ist, gibt die gesamte Menge von zu diesem Zeitpunkt freigegebenem NOx die maximale Absorptionsmenge VNOx von NOx wieder. Daher wird in dem erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel ein Entscheidungsniveau SAT gesetzt, das geringfügig größer als der Wert in der Nähe der maximalen Absorptionsmenge VNOx von NOx zum gegenwärtigen Zeitpunkt ist und wie es in 8 gezeigt ist. Wenn die NOx-Absorptionsmenge ΣNOX des NOx-Absorptionsmittels 18 dieses Entscheidungsniveau SAT erreicht, wird das gesamte NOx von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegeben, wodurch die gegenwärtige Absorptionsmenge VNOx von NOx, das heisst der Verschlechterungsgrad des NOx-Absorptionsmittels 18 zu diesem Zeitpunkt gefunden wird.
  • Man beachte, dass, wie dies in 8 gezeigt ist, der zulässige Maximalwert MAX mit Bezug auf die Menge ΣNOX von NOx auf einen Wert gesetzt, der kleiner als der maximale NOx-Absorptionswert VNOx ist und wenn die ΣNOX den zulässigen Maximalwert MAX erreicht, kann die Entscheidung über Verschlechterung des NOx-Absorptionsmittels 18 nicht ausgeführt werden und es wird nur der NOx-Freigabevorgang von dem NOx-Absorptionsmittel 18 ausgeführt. Die Frequenz, bei der lediglich der Freigabevorgang des NOx von dem NOx-Absorptionsmittel 18 ausgeführt wird ist höher als die Frequenz mit der die Entscheidung der Verschlechterung des NOx-Absorptionsmittels 18 ausgeführt wird und deshalb werden für eine Zeitspanne, nachdem die Entscheidung der Verschlechterung des NOx-Absorptionsmittels 18 ausgeführt wurde und bis die nächste Entscheidung der Verschlechterung des NOx-Absorptionsmittels ausgeführt wird, eine Anzahl von NOx-Freigabevorgängen ausgeführt.
  • Die NOx-Absorptionsmenge ΣNOX des NOx-Absorptionsmittels 18 ist jedoch eine geschätzte Menge, wie dies vorstehend erwähnt wurde und daher gibt diese NOx-Absorptionsmenge ΣNOX nicht immer die gegenwärtige NOx-Absorptionsmenge wieder. Wenn in diesem Fall zum Beispiel die NOx-Absorptionsmenge ΣNOX einen beträchtlich höheren Wert als die gegenwärtige NOx-Absorptionsmenge wiedergibt, selbst wenn die NOx-Absorptionsmenge ΣNOX das Entscheidungsniveau SAT erreicht, erreicht die gegenwärtige NOx-Absorptionsmenge nicht die gegenwärtige maximale NOx-Absorptionsmenge VNOx und somit tritt dort ein Problem darin auf, dass die gegenwärtige maximale NOx-Absorptionsmenge VNOx nicht korrekt ermittelt werden kann.
  • Daher wird in dem erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel ein Korrekturwert KX mit Bezug auf die NOx-Absorptionsmenge ΣNOX eingeführt. Immer wenn die NOx-Absorptionsmenge ΣNOX den zulässigen Maximalwert MAX erreicht und die NOx-Freigabe von dem NOx-Absorptionsmittel 18 ausgeführt wird, wird die gegenwärtige NOx-Absorptionsmenge ΣNOX auf Grundlage des Ausgabesignals des NOx-Sensors 22 berechnet und der Korrekturwert KX wird auf Grundlage der nachstehenden Gleichung aktualisiert: KX = KX·(XNOx/ΣNOX)
  • In diesem Fall wird die korrigierte, geschätzte NOx Menge durch ΣNKX (= KX·ΣNOX) wiedergegeben. Dort wo nämlich beispielsweise die geschätzte NOx-Absorptionsmenge ΣNOX kleiner wird als die gegenwärtige NOx-Absorptionsmenge XNOx wird der Wert des Korrekturwerts KX mit Bezug auf den Wert des Korrekturwerts KX angehoben, der davor schon verwendet wurde, sodass ΣNKX (= KX·ΣNOX) mit XNOx übereinstimmt. Dementsprechend wird in dem erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel tatsächlich der NOx-Freigabevorgang ausgeführt, und zwar nicht wenn die geschätzte NOx-Menge ΣNOX den Wert MAX erreicht, sondern wenn die korrigierte, geschätzte NOx-Menge ΣNOX den zulässigen Maximalwert MAX erreicht.
  • Wie dies vorstehend erwähnt ist, werden in dem erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel die gegenwärtigen NOx-Mengen VNOx und XNOx auf Grundlage des zwischen der Kathode und der Anode des O2-Sensors 22 strömenden Stroms I berechnet und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird zum Freigeben von NOx auf Grundlage dieser Werte VNOx und XNOx gesteuert. In diesem Fall wird der zwischen der Kathode und der Anode des O2-Sensors 22 strömende Strom I in eine Spannung umgewandelt und in den Eingabeanschluss 36 eingegeben. In der elektronischen Steuereinheit 30 wird diese Spannung wiederum in den entsprechenden Strom I umgewandelt und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis wird auf Grundlage des Stromwerts I gesteuert.
  • Als nächstes wird mit Bezug auf 12 bis 24 eine Erklärung der Ermittlung der Verschlechterung des NOx-Absorptionsmittels 18 gegeben.
  • 12 zeigt eine Ermittlungsroutine der O2-Speichermenge, wobei die Routine durch Unterbrechung bei jedem vorbestimmten Zeitintervall ausgeführt wird.
  • Unter Bezugnahme auf 12 wird zunächst ermittelt, ob die Gesamtreisestrecke ΣSP2 des Fahrzeugs größer als der gesetzte Wert X2 geworden ist oder nicht. Wenn ΣSP ≤ X2 ist, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 101 vor, bei dem die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit SP auf die Gesamtreisestrecke ΣSP2 addiert wird. Wenn andererseits ΣSP2 > X2 ist, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 102 vor, bei dem bestimmt wird, ob sich die Kraftmaschine in einem Gleichfahrtzustand befindet, in welchem ein Beschleunigungs- oder Verzögerungsvorgang nicht ausgeführt wird, oder nicht. Während der Gleichfahrt schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 103 vor, an dem ermittelt wird, ob der Korrekturfaktor K den Wert 1,0 hat oder nicht. Wenn K nicht gleich 1,0 ist, das heisst, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches nicht das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis ist, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 104 vor, an dem bestimmt wird, ob der Korrekturfaktor K kleiner als 1,0 ist oder nicht. Wenn K ≥ 1,0 ist, das heisst, wenn ein fettes Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrannt wird, ist der Verarbeitungsdurchlauf vollendet. Im Gegensatz dazu, wenn K < 1,0 ist, das heisst, wenn ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrannt wird, wird bestimmt, ob die geschätzte NOx Menge ΣNOX kleiner als eine extrem kleine Menge EX ist oder nicht. Wenn ΣNOX ≥ EX ist, das heisst, wenn geschätzt wird, dass das NOx in das NOx-Absorptionsmittel 18 absorbiert wird, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 106 vor, bei dem ein Fett-I-Doppelmerker gesetzt wird. Schließlich wird bei Schritt 112 ΣSP2 auf Null gesetzt.
  • Wenn andererseits bei Schritt 105 bestimmt wird, dass ΣNOX < EX ist, das heisst, wenn es geschätzt wurde, dass die NOx Absorptionsmenge in dem NOx-Absorptionsmittel 18 nahezu Null ist, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 107 vor, bei dem ein Fett-Einfachmerker gesetzt wird. Schließlich schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 112 vor.
  • Wenn überdies bei Schritt 102 bestimmt wurde, dass der Betriebszustand nicht Gleichfahrt ist, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 108 vor, bei dem bestimmt wird, ob in die Wege geleitet wurde, die Kraftstoffzufuhr in einem Verzögerungsvorgang zu stoppen oder nicht. Wenn nichts in die Wege geleitet wurde, um die Kraftstoffzufuhr zu stoppen, ist der Verarbeitungsdurchlauf vollendet. Wenn im Gegensatz dazu etwas unternommen wurde, die Kraftstoffzufuhr zu stoppen, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 109 vor, bei dem der Fett-II-Doppelmerker gesetzt wird. Schließlich schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 112 vor.
  • Wenn andererseits bei Schritt 103 bestimmt wurde, dass K = 1,0, das heisst, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis gemacht ist, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 110 vor, bei dem bestimmt wird, ob die die Zeit, während der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis beibehalten wird, anzeigende Zählung TS größer als der gesetzte Wert TS0 ist. Wenn TS ≤ TS0 ist, ist der fortschreitende Durchlauf vollendet. Wenn im Gegensatz dazu TS größer als TS0 wird, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 111 vor, bei dem ein Mager-Fettmerker gesetzt wird. Schließlich schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 112 vor.
  • 13 bis 15 zeigen eine Routine zum Steuern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses, wobei die Routine durch Unterbrechung zu jedem vorbestimmten Zeitintervall ausgeführt wird.
  • Unter Bezugnahme auf 13 bis 15 wird zunächst bei Schritt 120 eine Krafteinspritzgrundzeit TP berechnet. Schließlich wird bei Schritt 121 bestimmt, ob der Fett-I-Doppelmerker gesetzt wurde oder nicht. Wenn der Fett-I-Doppelmerker nicht gesetzt wurde, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 122 vor, bei dem bestimmt wird, ob der Fett-II-Doppelmerker gesetzt wurde oder nicht. Wenn der Fett-II-Doppelmerker nicht gesetzt wurde, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 123 vor, bei dem bestimmt wird, ob der Mager/Fettmerker gesetzt wurde oder nicht. Wenn der Mager/Fettmerker nicht gesetzt wurde, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 124 vor, bei dem bestimmt wird, ob der einzelne Fettmerker gesetzt wurde. Wenn der einzelne Fettmerker nicht gesetzt wurde, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 125 vor, bei dem bestimmt wird, ob ein Verschlechterungsentscheidungsmerker, der anzeigt, dass der Verschlechterungsgrad der NOx Absorptionsfähigkeit des NOx-Absorptionsmittels 18 entschieden werden sollte, gesetzt wurde. Wenn der Verschlechterungsentscheidungsmerker nicht gesetzt wurde, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 126 vor, bei dem bestimmt wird, ob der NOx-Freigabemerker, der anzeigt, dass NOx von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegeben werden sollte, gesetzt wurde. Wenn der NOx Freigabemerker nicht gesetzt wurde, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 127 vor.
  • Bei Schritt 127 wird der Korrekturfaktor K auf Grundlage von 3 berechnet. Schließlich wird bei Schritt 128 bestimmt, ob der Korrekturfaktor K 1,0 ist. Wenn K = 1,0, das heisst, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches als das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis gemacht werden sollte, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 132 vor, bei dem ein Unterbrechungszeitintervall Δt zu der Zählung TS addiert wird, die die Zeit anzeigt, für die das Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis beibehalten wird. Schließlich wird bei Schritt 133 eine Rückkopplungssteuerung I des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ausge führt. Diese Rückkopplungssteuerung I ist in 16 gezeigt. Wenn andererseits K nicht gleich 1,0 ist, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 129 vor, bei dem die Zählung TS auf Null gesetzt wird. Schließlich wird bei Schritt 130 bestimmt, ob der Korrekturfaktor K < 1,0 ist oder nicht. Wenn K kleiner 1,0, das heisst, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches mager gemacht werden sollte, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 134 vor, bei dem die Rückkopplungssteuerung II des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ausgeführt wird. Diese Rückkopplungssteuerung II ist in 18 gezeigt. Wenn andererseits K nicht kleiner als 1,0 ist, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 130 vor, bei dem der FAF auf 1,0 festgesetzt wird und dann schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 135 vor. Bei Schritt 135 wird die Kraftstoffeinspritzzeit TAU auf Grundlage der nachstehenden Gleichung berechnet: TAU = TP·K·FAF
  • Schließlich wird bei Schritt 136 bestimmt, ob der Korrekturfaktor K 1,0 ist oder nicht. Wenn K nicht gleich 1,0 ist, das heisst, wenn ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch oder ein fettes Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrannt werden sollte, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 137 vor, bei dem bestimmt wird, ob der Korrekturfaktor K kleiner als 1,0 ist. Wenn K kleiner 1,0, das heisst, wenn ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrannt werden sollte, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 138 vor, bei dem die Menge NOXA von absorbiertem NOx aus 6A berechnet wird. Schließlich wird bei Schritt 139 die Menge NOXD von freigegebenem NOx zu Null gemacht und dann schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 140 vor. Wenn im Gegensatz dazu bei Schritt 137 bestimmt wird, dass K ≥ 1,0 ist, das heisst, wenn ein fettes Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrannt werden sollte, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 142 vor, bei dem die Menge NOXD von freigegebenem NOx auf Grundlage der nachstehenden Gleichung berechnet wird: NOXD = f·(K – 1)·TP·N
  • Schließlich wird bei Schritt 143 die Menge NOXA von absorbiertem NOx zu Null gemacht, dann schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 140 vor. Wenn andererseits bei Schritt 136 bestimmt wurde, dass K = 1,0, das heisst, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches zu dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis gemacht werden sollte, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 141 vor, bei dem die Menge NOXD des freigegebenem NOx aus der in 6B gezeigten Abbildung berechnet wird. Schließlich führt die Verarbeitungsroutine über Schritt 143 und schreitet zu Schritt 140 vor. Bei Schritt 140 wird die natürliche Menge NOXD' von freigegebenem NOx aus dem Verhältnis aus 7A, 7B und 7C auf Grundlage der nachstehenden Gleichung berechnet: NOXD' = f(TE)·NOXD''
  • Schließlich wird bei Schritt 144 die Menge ΣNOX von geschätztem NOx, das in dem NOx-Absorptionsmittel 18 absorbiert werden soll auf Grundlage der nachstehenden Gleichung berechnet: ΣNOX = ΣNOX + NOXA – NOXD – NOXD'
  • Schließlich wird bei Schritt 145 durch Multiplizieren des Korrekturwerts KX mit der Menge ΣNOX von geschätztem NOx die korrigierte geschätzte NOx Menge, das heisst die gegenwärtige NOx Menge ΣNKX berechnet. Schließlich wird bei Schritt 146 bestimmt, ob ΣNOX negativ wird oder nicht. Wenn ΣNOX kleiner als 0 wird, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 147 vor, bei dem ΣNOX auf 0 gesetzt wird. Schließlich wird bei Schritt 148 die gegenwärtige Fahrzeuggeschwindigkeit SP auf die Gesamtreisestrecke ΣSP1 aufaddiert. Schließlich wird bei Schritt 149 bestimmt, ob die Gesamtreisestrecke ΣSP1 größer als der eingestellte Wert X1 ist. Wenn ΣSP ≤ X1 ist, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 150 vor, bei dem bestimmt wird, ob ΣNKX einen zulässigen Maximalwert MAX (8) überschreitet oder nicht. Wenn ΣNKX grösser als MAX wird, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 151 vor, bei dem der NOx-Freigabemerker gesetzt wird.
  • Wenn andererseits bei Schritt 149 bestimmt wird, dass ΣSP > X1 ist, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 152 vor, bei dem bestimmt wird, ob die Menge ΣNKX von NOx größer als das Entscheidungsniveau SAT (8) wird oder nicht. Wenn ΣNKX > SAT wird, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 153 vor, bei dem der Verschlechterungsentscheidungsmerker gesetzt wird und dann wird bei Schritt 154 ΣSP1 zu Null gemacht.
  • Wenn der Fett-I-Doppelmerker gesetzt ist, schreitet die Verarbeitungsroutine von Schritt 121 zu Schritt 155 vor, bei dem die Fett-I-Doppelverarbeitung ausgeführt wird. Die Fett-I-Doppelverarbeitung ist in 19 gezeigt. Wenn andererseits der Fett-II-Doppelmerker gesetzt ist, schreitet die Verarbeitungsroutine von Schritt 122 zu Schritt 156 vor, bei dem die Fett-II-Doppelverarbeitung ausgeführt wird. Diese Fett-II-Doppelverarbeitung ist in 20 gezeigt. Wenn andererseits der Mager/Fettmerker gesetzt ist, schreitet die Verarbeitungsroutine von Schritt 123 zu Schritt 157 vor, bei dem die Mager/Fettverarbeitung ausgeführt wird. Diese Mager/Fettverarbeitung ist in 21 gezeigt. Wenn andererseits der Fett-Einfachmerker gesetzt ist, schreitet die Verarbeitungsroutine von Schritt 124 zu Schritt 158 vor, bei dem die Fett-Einfachverarbeitung ausgeführt wird. Diese Fett-Einfachverarbeitung ist in 22 gezeigt. Wenn ferner der Verschlechterungsentscheidungsmerker gesetzt ist, schreitet die Verarbeitungsroutine von Schritt 125 zu Schritt 159 vor, bei dem die Verschlechterungsentscheidung ausgeführt wird. Diese Verschlechterungsentscheidung ist in 24 gezeigt. Wenn andererseits der NOx Freigabemerker gesetzt ist, schreitet die Verarbeitungsroutine von Schritt 126 zu Schritt 160 vor, bei dem die NOx Freigabeverarbeitung ausgeführt wird. Diese NOx-Freigabeverarbeitung ist in 23 gezeigt.
  • Als nächstes wird unter Bezugnahme auf 16 und 17 eine Erklärung der bei Schritt 133 aus 14 ausgeführten Rückkopplungssteuerung I, das heisst, der Rückkopplungssteuerung zum Beibehalten des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses an dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf Grundlage des Ausgangssignals des O2-Sensors 20 gemacht.
  • Wie dies in 17 gezeigt ist, erzeugt der O2-Sensor 20 eine Ausgabespannung V von ca. 0,9 V, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches fett ist und erzeugt eine Ausgabespannung V von ungefähr 0,1 V, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches mager ist. Die in 16 gezeigte Rückkopplungssteuerung I wird auf Grundlage des Ausgabesignals dieses O2-Sensors 20 ausgeführt.
  • Unter Bezugnahme auf 16 wird zunächst bei Schritt 170 bestimmt, ob die Ausgabespannung V des O2-Sensors 20 kleiner als die Bezugsspannung Vr von ungefähr 0,45 V ist. Wenn V ≤ Vr ist, das heisst, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis mager ist, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 171 vor, an dem die Verzögerungszählung CDL genau um den Wert Eins verringert wird. Schließlich wird bei Schritt 172 bestimmt, ob die Verzögerungszählung CDL kleiner als der minimale Wert TDR wird oder nicht. Wenn CDL kleiner als TDR wird, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 173 vor, bei dem CDL zu TDR gemacht wird und dann schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 177 vor. Wenn dementsprechend, wie dies in 17 gezeigt ist, V gleich oder kleiner als Vr wird, wird der Verzögerungszähler CDL fortschreitend verringert und dann wird CDL bei dem Minimalwert TDR beibehalten.
  • Wenn andererseits bei Schritt 170 bestimmt wird, dass V > Vr ist, das heisst, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fett ist, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 174 vor, bei dem der Verzögerungszähler CDL genau um den Wert Eins erhöht wird.
  • Schließlich wird bei Schritt 175 bestimmt, ob der Verzögerungszähler CDL größer als der maximale Wert TDL wird oder nicht. Wenn CDL größer als TDL wird, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 176 vor, an dem der Wert CDL zu TDL gemacht wird und dann schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 177 vor. Wenn dementsprechend, wie dies in 17 gezeigt ist, V größer als Vr wird, wird der Verzögerungszähler CDL fortschreitend erhöht und dann wird CDL bei dem Maximalwert TDL beibehalten.
  • Bei Schritt 177 wird bestimmt, ob das Vorzeichen des Verzögerungszählers CDL von positiv zu negativ oder von negativ zu positiv während einer Zeitspanne von dem vorangehenden Verarbeitungsdurchlauf bis zu diesem Verarbeitungsdurchlauf wechselt. Wenn das Vorzeichen des Verzögerungszählers CDL gewechselt hat, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 178 vor, bei dem bestimmt wird, ob die Umkehrung von positiv zu negativ ist oder nicht, das heisst ob die Umkehrung von fett zu mager gemacht wurde oder nicht. Wenn die Umkehrung von fett zu mager gemacht wurde, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 179 vor, bei dem ein Fett-Sprungwert RSR zu dem Rückkopplungskorrekturfaktor FAF addiert wird. Somit wird FAF plötzlich genau durch eine Menge des Fett-Sprungswerts RSR vergrößert, wie dies in 17 gezeigt ist. Im Gegensatz dazu schreitet in der Umkehrung von mager zu fett die Verarbeitungsroutine auf Schritt 180 vor, bei dem ein Mager-Sprungswert RSL von FAF abgezogen wird, und somit wird, wie dies in 17 gezeigt ist, FAF plötzlich um genau die Menge des Mager-Sprungswerts RSL verringert.
  • Wenn andererseits bei Schritt 177 bestimmt wurde, dass das Vorzeichen des Verzögerungszählers CDL nicht umgedreht wurde, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 181 vor, bei dem bestimmt wird, ob der Verzögerungszähler CDL negativ ist oder nicht. Wenn CDL ≤ 0, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 182 vor, an dem der Fett-Integrationswert KIR (KIR < RSR) auf den Rückkopplungskorrekturfaktor FAF addiert wird und somit wird FAF fortschreitend erhöht, wie dies in 17 ge zeigt ist. Wenn andererseits CDL > 0 ist, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 183 vor, bei dem der Mager-Integrationswert KIL (KIL < RSL) von FAF abgezogen wird und somit wird FAF fortschreitend verringert, wie dies in 17 gezeigt ist. Auf diese Weise wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf das stöchiometrische Luft-Kraftstoff-Verhältnis gesteuert. Als nächstes wird eine Erklärung der bei Schritt 134 aus 14 ausgeführten Rückkopplungssteuerung II gegeben, das heisst, die Rückkopplungssteuerung zum Beibehalten des Luft-Kraftstoff-Gemisches bei dem Ziel-Mager-Luft-Kraftstoff-Verhältnis entsprechend dem Korrekturfaktor K auf Grundlage des Stromwerts I des O2-Sensors 22 unter Bezugnahme auf 18.
  • Unter Bezugnahme auf 18 wird zunächst beim Schritt 190 der Zielstromwert I0 entsprechend dem Ziel-Mager-Luft-Kraftstoff-Verhältnis aus der in 9 dargestellten Beziehung berechnet. Schließlich wird bei Schritt 191 bestimmt, ob der Stromwert I des O2-Sensors 22 größer als der Zielstromwert I0 ist oder nicht. Wenn I ≥ I0, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 192 vor, bei dem ein konstanter Wert ΔF auf den Rückkopplungskorrekturfaktor FAF addiert wird und wenn I ≤ I0 ist, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 193 vor, bei dem der konstante Wert ΔF von dem Rückkopplungskorrekturfaktor FAF abgezogen wird. Auf diese Weise wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis bei dem Ziel-Mager-Luft-Kraftstoff-Verhältnis beibehalten.
  • Als nächstes wird eine Erklärung der bei Schritt 155 aus 13, unter Bezugnahme auf 19 ausgeführten Fett-I-Doppelverarbeitung gegeben.
  • Zunächst wird unter Bezugnahme auf 19 bei Schritt 200 bestimmt, ob der zweite Fettmerker gesetzt wurde. Wenn die Fett-I-Doppelverarbeitung angefangen wurde, wurde der zweite Fettmerker zurückgestellt und dementsprechend schreitet zu diesem Zeitpunkt die Verarbeitungsroutine zu Schritt 201 vor. Bei Schritt 201 wird bestimmt, ob der Mager-Merker gesetzt wurde oder nicht. Wenn die Fett-I-Doppelverarbeitung angefangen wird, wurde der Mager-Merker zurückgesetzt und dementsprechend schreitet zu diesem Zeitpunkt die Verarbeitungsroutine zu Schritt 202 vor. Bei Schritt 202 wird der Korrekturfaktor K zu dem konstanten Wert KR (> 1,0) gemacht. Schließlich wird bei Schritt 203 bestimmt, ob der Stromwert I des O2-Sensors 22 kleiner als der konstante Wert α (11) geworden ist. Wenn I ≥ α ist, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 217 vor, bei dem die Kraftstoffeinspritzzeit TAU auf Grundlage der nachstehenden Gleichung berechnet wird: TAU = TP·K
  • Wenn dementsprechend die Fett-I-Doppelverarbeitung angefangen wird, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches fett gemacht. Wenn es schließlich bei Schritt 203 entschieden wird, dass I kleiner als α wird, das heisst, wenn das gesamte absorbierte NOx und der gesamte gespeicherte Sauerstoff von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegeben sind, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 204 vor, an dem der Mager-Merker gesetzt wird. Wenn der Mager-Merker gesetzt ist, springt die Verarbeitungsroutine von Schritt 201 zu Schritt 205, an dem der Korrekturfaktor K zu dem konstanten Wert KL (< 1,0) gemacht wird. Schließlich wird bei Schritt 206 bestimmt, ob eine vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist oder nicht. Wenn eine vorbestimmte Zeitspanne nicht verstrichen ist, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 217 vor. Zu diesem Zeitpunkt wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches von fett zu mager gewechselt.
  • Wenn schließlich das Verbrennen eines mageren Luft-Kraftstoff-Gemisches für eine vorbestimmte Zeitspanne fortgeführt wird, das heisst, wenn der Sauerstoff, der in dem NOx-Absorptionsmittel 18 gespeichert werden kann, gespeichert wird, schreitet die Verarbeitungsroutine von Schritt 206 zu Schritt 207 vor, an dem der Mager-Merker zurückgesetzt wird und dann schreitet die Verarbei tungsroutine zu Schritt 208 vor, an dem der zweite Fettmerker gesetzt wird. Schließlich schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 217 vor.
  • Wenn der zweite Fettmerker gesetzt ist, schreitet die Verarbeitungsroutine von Schritt 200 zu Schritt 209 vor, an dem der Korrekturfaktor K wieder auf den konstanten Wert KR (> 1,0) gesetzt wird. Das heisst, das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches wird wieder von mager auf fett gewechselt. Schließlich wird bei Schritt 210 die Menge OD von von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegebenem Sauerstoff für eine Zeitspanne Δt von der vorangehenden Unterbrechung bis zu dieser Unterbrechung auf Grundlage der nachstehenden Gleichung berechnet: OD = f·(K – 1,0)·TP·N·Δt
  • Schließlich wird bei Schritt 211 die Sauerstoffmenge OD auf ΣOD addiert. Schliesslich wird bei Schritt 212 bestimmt, ob der Stromwert I des O2-Sensors 22 kleiner als der konstante Wert α (11) geworden ist oder nicht, das heisst, ob der gesamte in dem NOx-Absorptionsmittel 18 gespeicherte Sauerstoff freigegeben wurde. Wenn I ≥ α springt die Verarbeitungsroutine auf Schritt 217. Wenn I andererseits kleiner als α wird, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 213 vor, bei dem die Gesamtmenge ΣOD von in dem NOx-Absorptionsmittel 18 gespeicherten Sauerstoff zu SOD gemacht wird. Anschließend wird bei Schritt 214 ΣOD zu Null gemacht und dann wird bei Schritt 215 der Fett-I-Doppelmerker und der zweite Zeit-Fett-Merker zurückgesetzt, und dann wird bei Schritt 216 ΣNO zu Null gemacht. Anschließend schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 217 vor.
  • Anschließend wird eine Erklärung der bei Schritt 156 aus 13 unter Bezugnahme auf 20 ausgeführten Fett-II-Doppelverarbeitung gegeben.
  • Unter Bezugnahme auf 20 wird zunächst bei Schritt 300 bestimmt, ob der zweite Fettmerker gesetzt wurde oder nicht. Wenn die Fett-I-Doppelverarbeitung II angefangen wird, wurde der zweite Fettmerker zurückgesetzt und dementsprechend schreitet zu diesem Zeitpunkt die Verarbeitungsroutine zu Schritt 301 vor. Bei Schritt 301 wird bestimmt, ob der Wartezeitmerker gesetzt wurde oder nicht. Wenn die Fett-II-Doppelverarbeitung angefangen hat, wurde der Wartezeitmerker zurückgesetzt und dementsprechend schreitet zu diesem Zeitpunkt die Verarbeitungsroutine zu Schritt 302 vor. Bei Schritt 302 wird der Korrekturfaktor K zu dem vorbestimmten Wert KR (> 1,0) gemacht. Anschließend wird bei Schritt 303 bestimmt, ob der Stromwert I des O2-Sensors 22 kleiner als der vorbestimmte Wert α (11) geworden ist oder nicht. Wenn I ≥ α ist, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 317 vor, bei dem die Kraftstoffeinspritzzeit TAU auf Grundlage der nachstehenden Gleichung berechnet wird: TAU = TP·K
  • Wenn dementsprechend die Fett-II-Doppelverarbeitung angefangen hat, wird die Kraftstoffeinspritzung gestartet und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches wird fett gemacht. Wenn anschließend bei Schritt 303 entschieden wurde, dass I kleiner als α wird, das heisst, wenn das gesamte absorbierte NOx und der gesamte gespeicherte Sauerstoff von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegeben wurden schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 304 vor, an dem der Wartezeitmerker gesetzt wird. Wenn der Wartezeitmerker gesetzt wird, springt die Verarbeitungsroutine von Schritt 301 zu Schritt 305 vor, bei dem der Korrekturfaktor K zu Null gemacht wird. Anschließend wird bei Schritt 306 bestimmt, ob eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist oder nicht. Wenn die vorbestimmte Zeit nicht verstrichen ist, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 317 vor. Zu diesem Zeitpunkt wird die Kraftstoffeinspritzung ausgesetzt.
  • Wenn anschließend die Aussetzung der Kraftstoffeinspritzung für eine vorbestimmte Zeit fortgeführt wird, das heisst, wenn der Sauerstoff, der in dem NOx-Absorptionsmittel 18 gespeichert werden kann, gespeichert wird, schreitet die Verarbeitungsroutine von Schritt 306 zu Schritt 307 vor, an dem der Wartezeitmerker gesetzt wird und dann schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 308 vor, an dem der zweite Fettmerker gesetzt wird. Anschließend schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 317 vor.
  • Wenn der zweite Fettmerker gesetzt ist, schreitet die Verarbeitungsroutine von Schritt 300 zu Schritt 309 vor an dem der Korrekturfaktor K wieder zu dem vorbestimmten Wert KR (> 1,0) gemacht wird. Es wird nämlich die Kraftstoffeinspritzung wiedergestartet und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches wird wieder fett gemacht. Anschließend wird bei Schritt 310 die Menge OD von während der Zeitspanne Δt von der vorangehenden Unterbrechung bis zu dieser Unterbrechung von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegebenem Sauerstoff auf Grundlage der nachstehenden Gleichung berechnet-OD = f·(K – 1,0)·TP·N·Δt
  • Anschließend wird bei Schritt 311 die Sauerstoffmenge OD auf ΣOD addiert. Anschließend wird bei Schritt 312 bestimmt, ob der Stromwert I des O2-Sensors 22 kleiner als der vorbestimmte Wert α (11) geworden ist oder nicht, das heisst, ob der gesamte in dem NOx-Absorptionsmittel 18 gespeicherte Sauerstoff freigegeben wurde oder nicht. Wenn I ≥ α ist, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 317 vor. Wenn andererseits I kleiner als α wird, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 313 vor, bei dem die Gesamtmenge ΣOD des in dem NOx-Absorptionsmittel 18 gespeicherten Sauerstoffs zu SOD gemacht wird. Anschließend wird bei Schritt 314 ΣOD zu Null gemacht und dann werden bei Schritt 315 der Fett-II-Doppelmerker und der zweite Fettmerker zurückgesetzt und dann wird bei Schritt 316 ΣNOX zu Null gemacht. Anschließend schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 317 vor.
  • Als nächstes wird eine Erklärung der bei Schritt 157 aus 13 unter Bezugnahme auf 21 ausgeführten Mager/Fettverarbeitung gegeben.
  • Unter Bezugnahme auf 21 wird zunächst bei Schritt 400 bestimmt, ob der erste Fettmerker gesetzt wurde oder nicht. Wenn die Mager/Fettverarbeitung angefangen hat, wurde der erste Fettmerker zurückgesetzt und dementsprechend schreitet zu diesem Zeitpunkt die Verarbeitungsroutine auf 401 vor. Bei Schritt 401 wird der Korrekturfaktor K zu dem vorbestimmten Wert KL (< 1,0) gemacht. Anschließend wird bei Schritt 402 bestimmt, ob die vorbestimmte Zeitspanne verstrichen ist oder nicht. Wenn die vorbestimmte Zeitspanne nicht verstrichen ist, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 412 vor, bei dem die Kraftstoffeinspritzzeit TAU durch die nachstehende Gleichung berechnet wird: TAU = TP·K
  • Wenn dementsprechend die Mager/Fettverarbeitung angefangen hat, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches von dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf mager gewechselt.
  • Wenn anschließend das Verbrennen eines mageren Luft-Kraftstoff-Gemisches für eine vorbestimmte Zeitspanne fortgeführt wird, das heisst, wenn der Sauerstoff, der in dem NOx-Absorptionsmittel 18 gespeichert werden kann, gespeichert ist, schreitet die Verarbeitungsroutine von Schritt 402 zu Schritt 403 vor, bei dem der erste Fettmerker gesetzt wird. Anschließend schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 412 vor.
  • Wenn der erste Fettmerker gesetzt ist, schreitet die Verarbeitungsroutine von Schritt 400 zu Schritt 404 vor, an dem der Korrekturfaktor K auf den vorbestimmten Wert KR (> 1,0) gesetzt wird. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches wird nämlich von mager auf fett gewechselt. Anschließend wird bei Schritt 405 die Menge OD von in der Zeitspanne Δt von der vorangehenden Unterbrechung bis zu dieser Unterbrechung von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegebenen Sauerstoffs auf Grundlage der nachstehenden Gleichung berechnet: OD = f·(K – 1,0)·TP·N·Δt
  • Anschließend wird bei Schritt 406 die Sauerstoffmenge OD auf ΣOD aufaddiert. Anschließend wird bei Schritt 407 bestimmt, ob der Stromwert I des O2-Sensors 22 kleiner als der vorbestimmte Wert α (11) geworden ist oder nicht, das heisst, ob der gesamte in dem NOx-Absorptionsmittel 18 gespeicherte Sauerstoff freigegeben ist oder nicht. Wenn I ≥ α ist, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 412 vor. Wenn andererseits I kleiner als α wird, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 408 vor, an dem die Gesamtmenge ΣOD von in dem NOx-Absorptionsmittel 18 gespeicherten Sauerstoff zu SOD gemacht wird. Anschließend wird bei Schritt 409 ΣOD zu Null gemacht. Dann werden bei Schritt 410 der Mager/Fettmerker und der erste Fettmerker zurückgesetzt und dann wird bei Schritt 411 ΣNOX zu Null gemacht. Anschließend schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 412 vor.
  • Als nächstes wird eine Erklärung der bei Schritt 158 aus 13 unter Bezugnahme auf 22 ausgeführten Fett-Einfachverarbeitung gegeben.
  • Unter Bezugnahme auf 22 wird zunächst bei Schritt 500 der Korrekturfaktor K zu dem vorbestimmten Wert KR (> 1,0) gemacht. Das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches wird nämlich von mager auf fett gewechselt. Anschließend wird bei Schritt 501 die Menge OD von während der Zeitspanne Δt von der vorangehenden Unterbrechung bis zu dieser Unterbrechung von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegebenen Sauerstoff auf Grundlage der nachstehenden Gleichung berechnet OD = f·(K – 1,0)·TP·N·Δt
  • Anschließend wird bei Schritt 502 die Sauerstoffmenge OD auf ΣOD aufaddiert. Anschließend wird bei Schritt 503 bestimmt, ob der Stromwert I des O2-Sensors 22 kleiner als der vorbestimmte Wert α (11) geworden ist oder nicht, das heisst, ob der gesamte in dem NOx-Absorptionsmittel 18 gespeicherte Sauerstoff freigegeben ist oder nicht. Wenn I ≥ α ist, springt die Verarbeitungsroutine auf Schritt 508 und die Kraftstoffenspritzzeit TAU wird auf Grundlage der nachstehenden Gleichung berechnet: TAU = TP·K
  • Wenn andererseits I kleiner als α wird, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 504 vor, an dem die Gesamtmenge ΣOD von in dem NOx-Absorptionsmittel 18 gespeicherten Sauerstoff zu SOD gemacht wird. Anschließend wird bei Schritt 505 ΣOD zu Null gemacht, dann wird bei Schritt 506 der Fett-Einfachmerker zurückgesetzt und dann wird bei Schritt 507 ΣNOX zu Null gemacht. Anschließend schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 508 vor.
  • Als nächstes wird eine Erklärung der bei Schritt 160 aus 13 unter Bezugnahme auf 23 ausgeführten NOx-Freigabeverarbeitung gemacht.
  • Unter Bezugnahme auf 23 wird bei Schritt 600 zunächst der Korrekturfaktor K zu dem vorbestimmten Wert KK von z. B. ca. 0,3 gemacht. Anschließend wird bei Schritt 601 die Kraftstoffeinspritzzeit TAU auf Grundlage der nachstehenden Gleichung berechnet: TAU = TP·K
  • Wenn dementsprechend die NOx Freigabeverarbeitung angefangen wurde, wird die Rückkopplungssteuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnis ausgesetzt und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches wird fett gemacht. Anschließend wird bei Schritt 602 die Summe OXD der NOx-Freigabemenge und der Sauerstofffreigabemenge von dem NOx-Absorptionsmittel 18 pro Zeiteinheit auf Grundlage der nachstehenden Gleichung berechnet: OXD = f·(K – 1,0)·TP·N
  • Anschließend werden bei Schritt 603 die Summe XNO aus der NOx-Freigabemenge und der Sauerstofffreigabemenge, die gegenwärtig von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegeben werden auf Grundlage der nachstehenden Gleichung berechnet. Man beachte, dass in der nachstehenden Gleichung Δt das Unterbrechungszeitintervall wiedergibt. XNO = XNO + OXD·Δt
  • Anschließend wird bei Schritt 604 bestimmt, ob der Stromwert I des O2-Sensors 22 niedriger als der vorangehend bestimmte konstante Wert α (11) wird. Wenn I kleiner als α wird, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 605 vor, bei dem durch Abziehen der Menge SOD von Sauerstoff, die in dem NOx-Absorptionsmittel 18 gespeichert werden kann, von der Summe XNO aus der NOx Menge und der gegenwärtig von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegebenen Sauerstoffmenge, die Menge XNOx von gegenwärtig in Dem Absorptionsmittel 18 absorbierten NOx (= XNO – SOD) berechnet wird. Anschließend schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 606 vor, an dem bestimmt wird, ob der Absolutwert |XNOx – ΣNKX| der Differenz zwischen der gegenwärtigen Menge XNOx von freigegebenem NOx und der korrigierten, geschätzten Menge ΣNKX von freigegebenem NOx größer als der vorbestimmte Wert β ist oder nicht. Wenn |XNOx – ΣNKX| ≤ β, springt die Verarbeitungsroutine auf Schritt 608. Wenn im Gegensatz dazu |XNOx – ΣNKX| > β ist, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 607 vor, bei dem der Korrekturwert KX auf Grundlage der nachstehenden Gleichung aktualisiert wird: KX = KX·XNOx/ΣNKX
  • Anschließend wird bei Schritt 608 der NOx-Freigabemerker zurückgestellt und somit wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches von fett auf das gemäß dem Betriebszustand zu diesem Zeitpunkt bestimmte Luft-Kraftstoff-Verhältnis gewechselt, das gewöhnlicherweise mager ist. Anschließend werden bei Schritt 609 XNO und ΣNOX zu Null gemacht.
  • Als nächstes wird eine Erklärung der bei Schritt 159 aus 13 unter Bezugnahme auf 24 ausgeführten Verschlechterungsentscheidung gegeben.
  • Unter Bezugnahme auf 24 wird bei Schritt 700 zunächst der Korrekturfaktor K zu dem vorbestimmten Wert KK, beispielsweise auf ungefähr 1,3 gemacht. Dann wird bei Schritt 701 die Kraftstoffeinspritzzeit TAU auf Grundlage der nachstehenden Gleichung berechnet: TAU = TP·K
  • Wenn dementsprechend die Verschlechterungsentscheidung angefangen hat, wird die Rückkopplungssteuerung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ausgesetzt und das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemisches wird fett gemacht. Anschließend wird bei Schritt 702 die Summe OXD der Menge von pro Zeiteinheit aus dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegebenem NOx und der Menge von freigegebenem Sauerstoff auf Grundlage der nachstehenden Gleichung berechnet: OXD = f·(K – 1,0)·TP·N
  • Anschließend wird bei Schritt 703 die Summe VNO der Menge von freigegebenem NOx und der Menge von freigegebenem Sauerstoff, die gegenwärtig von dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegeben werden, auf Grundlage der nachstehenden Gleichung berechnet. Man beachte, dass in der nachstehenden Gleichung Δt das Zeitunterbrechungsintervall wiedergibt. VNO = VNO + OXD·Δt
  • Anschließend wird bei Schritt 704 bestimmt, ob der Stromwert I des O2-Sensors 22 niedriger als der vorangehend bestimmte konstante Wert α (11) wird oder nicht. Wenn I kleiner als α wird, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 705 vor, bei dem durch Abziehen der Sauerstoffmenge SOD, die in dem NOx-Absorptionsmittel 18 gespeichert werden kann, von der Summe VNO aus der NOx-Menge und der Sauerstoffmenge, die jeweils gegenwärtig aus dem NOx-Absorptionsmittel 18 freigegeben sind, die Menge VNOx von gegenwärtig in Dem Absorptionsmittel 18 absorbierten NOx (= VNO – SOD) berechnet wird.
  • Anschließend wird bei Schritt 706 durch Multiplikation eines konstanten Werts der größer als 1,0 ist, beispielsweise 1,1 mit dem Wert VNOx das Entscheidungsniveau SAT (= 1,1·VNOx) berechnet. Da das Entscheidungsniveau SAT auf diese Weise auf einen Wert gesetzt wird, der größer als VNOx ist, gibt dieses VNOx die Maximalmenge von NOx wieder, die durch das NOx-Absorptionsmittel 18 absorbiert werden kann. Wenn VNOx nämlich eine NOx-Absorptionsmenge wiedergibt, die kleiner als die maximale NOx-Absorptionsmenge ist, wann immer die Verschlechterungsentscheidung ausgeführt wird, wird das Entscheidungsniveau SAT größer und somit wird schließlich VNOx die maximale NOx Absorptionsmenge, das heisst den Verschlechterungsgrad des NOx-Absorptionsmittels 18 wiedergeben.
  • Um das Entscheidungsniveau SAT zu finden, ist es natürlich ebenso möglich, VNOx mit sich von 1,1 unterscheidenden numerischen Werte zu multiplizieren. Das Entscheidungsniveau SAT kann durch Multiplizieren jeder Zahl von 1,0 oder größer mit VNOx gefunden werden. Wenn jedoch der numerische Wert, der mit VNOx multipliziert werden soll, zu groß gemacht wird, wird die Zeitspanne, nachdem die NOx-Absorptionsmenge des NOx-Absorptionsmittels 18 die maximale NOx-Absorptionsmenge wird, bis zu dem Zeitpunkt, an dem der NOx-Freigabevorgang ausgeführt wird, zu lang, sodass die NOx-Abgabemenge in die Atmosphäre angehoben wird. Dementsprechend ist es nicht vorzuziehen, dass der mit VNOx zu multiplizierende numerische Wert zu groß gemacht wird. Bevorzugterweise ist dieser numerische Wert nicht größer als ungefähr 1,3.
  • Wenn das Entscheidungsniveau SAT bei Schritt 706 berechnet wird, schreitet die Verarbeitungsroutine zu Schritt 707 vor, bei dem durch Multiplizieren eines positiven Werts von bis zu 1,0, beispielsweise 0,8, mit VNOx, der zulässige Maximalwert MAX (= 0,8·VNOx) berechnet wird. Es wird nämlich ebenso der zulässige Maximalwert MAX in Übereinstimmung mit dem Verschlechterungsgrad des NOx-Absorptionsmittels 18 aktualisiert. Anschließend wird bei Schritt 708 der Verschlechterungsentscheidungsmerker zurückgesetzt. Wenn der Verschlechterungsentscheidungsmerker zurückgesetzt ist, wird das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von dem Luft-Kraftstoff-Gemisch von fett auf das Luft-Kraftstoff-Verhältnis in Übereinstimmung mit dem gegenwärtigen Betriebszustand gewechselt, das gewöhnlicherweise mager ist. Anschließend werden bei Schritt 709 VNO und ΣNOX zu Null gemacht.
  • Wie dies vorstehend erwähnt ist, kann erfindungsgemäss die Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel gespeicherten Sauerstoff ermittelt werden und somit kann der Verschlechterungsgrad des NOx-Absorptionsmittels auf Grund der Senkung der O2-Speicherfunktion ermittelt werden. Ferner kann in der vorliegenden Erfindung die NOx-Absorptionsmenge des NOx-Absorptionsmittel genau ermittelt werden und somit kann der Verschlechterungsgrad der NOx-Absorptionsfähigkeit korrekt ermittelt werden.
  • Während die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, die zum Zweck der Veranschaulichung ausgewählt wurden, sollte es offensichtlich sein, dass zahlreiche Modifikationen daran durch den Fachmann getätigt werden können.
  • Eine Vorrichtung zum Erfassen einer Verschlechterung eines in dem Auslassdurchlass einer Kraftmaschine angeordneten NOx-Absorptionsmittels. Ein O2-Sensor, der einen zu dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis proportionalen Strom erzeugt, ist stromabwärts in dem NOx-Absorptionsmittel angeordnet. Wenn die Menge des in dem NOx-Absorptionsmittel absorbierten NOx nahezu Null beträgt, oder nachdem die Menge des in dem NOx-Absorptionsmittel absorbierten NOx nahezu Null beträgt, wird das Luft-Kraftstoffverhältnis des Luft-Kraftstoff-Gemischs von mager auf fett geändert, und die Menge des in dem in dem NOx-Absorptionsmittel gespeicherten Sauerstoffs wird zu diesem Zeitpunkt aus dem Ausgabesignal des O2-Sensors erfasst. Ferner wird die NOx-Absorptionsfähigkeit unter Verwendung dieser erfassten Sauerstoffmenge ermittelt.

Claims (35)

  1. Vorrichtung zum Ermitteln einer Verschlechterung eines in einem Abgasdurchlass einer Kraftmaschine angeordneten NOx-Absorptionsmittels, wobei das NOx-Absorptionsmittel NOx darin absorbiert und Sauerstoff darin speichert, wenn ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis von in das NOx-Absorptionsmittel strömenden Abgases mager ist und absorbiertes NOx und gespeicherten Sauerstoff davon freigibt, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in das NOx-Absorptionsmittel hineinströmenden Abgases fett wird, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ermittlungseinrichtung, die in dem Abgasdurchlass stromabwärts des NOx-Absorptionsmittels zum Erzeugen eines Ausgangssignals angeordnet ist, das ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis des aus dem NOx-Absorptionsmittel herausströmenden Abgases anzeigt; eine Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen ob eine Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel absorbiertem NOx im Wesentlichen Null bträgt; eine Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Änderungseinrichtung zum Ändern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von in das NOx-Absorptionsmittel hineinströmendem Abgas von mager auf fett, wenn durch die Beurteilungseinrichtung beurteilt wurde, dass eine Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel absorbiertem NOx nahezu Null ist; und eine Sauerstoffmengenermittlungseinrichtung zum Ermitteln einer Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel gespeichertem Sauerstoff auf der Grundlage des Ausgangssignals der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ermittlungseinrichtungen nachdem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis von in das NOx-Absorptionsmittel hineinströmendem Abgas durch die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Änderungseinrichtungen von mager auf fett geändert wird.
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Verschlechterungsgrad der Sauerstoffreduktionsfähigkeit des NOx-Absorptionsmittels auf Grundlage der Menge von durch die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ermittlungseinrichtung ermittelten Sauerstoff beurteilt wird.
  3. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ermittlungseinrichtung ein Ausgangssignal erzeugt, das anzeigt, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis geringfügig in der Zeitspanne mager ist, nachdem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Änderungseinrichtung von mager auf fett geändert wird, während Sauerstoff von dem NOx-Absorptionsmittel freigegeben wird, und ein Ausgangssignal erzeugt, das anzeigt, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fett ist, wenn der Sauerstofffreigabevorgang von dem NOx-Absorptionsmittel vollendet ist.
  4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ermittlungseinrichtung aus einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ermittlungssensor besteht, bei dem der Ausgabestrom im Verhältnis zu dem Anstieg des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses ansteigt.
  5. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die Sauerstoffmengenermittlungseinrichtungen die Sauerstoffspeichermenge in Übereinstimmung mit der Sauerstofffreigabemenge reduziert, die durch den Betriebszustand der Kraftmaschine während einer Zeitspanne, von dem Zeitpunkt, an dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis durch die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Änderungseinrichtungen von mager auf fett geändert wird, bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ermittlungseinrichtung ein Ausgabesignal erzeugt, das anzeigt, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in das NOx-Absorptionsmittel hineinströmenden Abgases fett ist, ermittelt wurde und dadurch die Gesamtmenge von in dem NOx-Absorptionsmittel gespeicherten Sauerstoff berechnet.
  6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die durch den Betriebszustand der Kraftmaschine ermittelte Sauerstoffmenge verhältnisgleich zu der Menge von überschüssigem Kraftstoff ist.
  7. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei eine Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen, ob die Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel absorbierten NOx im Wesentlichen zu Null gemacht werden sollte, vorgesehen ist, und wenn durch die Beurteilungseinrichtung beurteilt wird, dass die Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel (18) absorbierten NOx im Wesentlichen zu Null gemacht werden sollte, ändert die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Änderungseinrichtung das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in das NOx-Absorptionsmittel hineinströmenden Abgases von fett auf mager und hält es dann zeitweise mager und ändert es dann von mager auf fett und die Sauerstoffmengenermittlungseinrichtungen ermitteln die in dem NOx-Absorptionsmittel gespeicherte Sauerstoffmenge auf Grundlage des Ausgangssignals der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ermittlungseinrichtungen nach dem zweiten Umschalten von mager auf fett.
  8. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die Beurteilungseinrichtung beurteilt, ob die Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel absorbierten NOx im Wesentlichen Null ist, und wenn die Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel absorbierten NOx nicht im Wesentlichen Null ist, beurteilt sie, dass die Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel absorbierten NOx im Wesentlichen zu Null gemacht werden sollte.
  9. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die Beurteilungseinrichtung beurteilt, ob der Betriebszustand der Kraftmaschinen (2) ein Verzögerungszustand ist, bei dem die Kraftstoffzuführung gestoppt werden sollte, und wenn der Betriebszustand der Kraftmaschine ein Verzögerungszustand ist, bei dem die Kraftstoffzufuhr gestoppt werden sollte, wird beurteilt, dass die Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel absorbiertem NOx im Wesentlichen zu Null gemacht werden sollte.
  10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Änderungseinrichtung zeitweise das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in das NOx-Absorptionsmittel hineinströmenden Abgases durch Stoppen der Kraftstoffzufuhr mager hält.
  11. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Änderungseinrichtung das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in das NOx-Absorptionsmittel hineinströmenden Abgases auf Grundlage eines Ausgangssignals der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ermittlungseinrichtung nach der ersten Änderung des Luft- Kraftstoff-Verhältnisses des in das NOx-Absorptionsmittel hineinströmenden Abgases von mager auf fett, von fett auf mager ändert.
  12. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei eine Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen; ob die Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel absorbierten NOx im Wesentlichen Null ist, vorgesehen ist, und wenn ein mageres Luft-Kraftstoff-Gemisch verbrannt wird und die Beurteilungseinrichtung beurteilt, dass das in dem NOx-Absorptionsmittel absorbierte NOx im Wesentlichen Null ist, ändert die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Änderungseinrichtungen das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in das NOx-Absorptionsmittel hineinströmenden Abgases von mager auf fett, und die Sauerstoffmengenermittlungseinrichtung ermittelt nach dieser Änderung von mager auf fett die Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel gespeicherten Sauerstoff auf Grundlage des Ausgangssignals der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ermittlungseinrichtung.
  13. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei eine Beurteilungseinrichtung zum Beurteilen, ob die Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel absorbierten NOx im Wesentlichen Null ist, vorgesehen ist, und wenn ein Luft-Kraftstoff-Gemisch des stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnisses verbrannt wird und die Beurteilungseinrichtung beurteilt, dass das in dem NOx-Absorptionsmittel absorbierte NOx im Wesentlichen Null ist, ändert die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Änderungseinrichtungen das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in das NOx-Absorptionsmittel hineinströmenden Abgases von dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis auf mager und behält es dann danach zeitweise auf mager, ändert es dann von mager auf fett und die Sauerstoffmengenermittlungseinrichtung ermittelt nach diesem Wechsel von mager auf fett die Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel gespeicherten Sauerstoff auf Grundlage des Ausgangssignals der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ermittlungseinrichtungen.
  14. Vorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei die Beurteilungseinrichtung beurteilt, ob die Zeit des fortlaufenden Betriebs der Kraftmaschine bei dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis eine vorbestimmte Zeitspanne überschritten hat, und wenn die Zeitspanne von fortlaufendem Betrieb der Kraftmaschine bei dem stöchiometrischen Luft-Kraftstoff-Verhältnis die vorbestimmte Zeitspanne überschritten hat, wird beurteilt, dass die Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel absorbierten NOx im Wesentlichen Null ist.
  15. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die eine NOx-Mengenermittlungseinrichtung zum Ermitteln der Summe aus der Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel gespeichertem Sauerstoff und der Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel absorbierten NOx auf Grundlage des Ausgangssignals von der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ermittlungseinrichtungen, nachdem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in das NOx-Absorptionsmittel hineinströmenden Abgases durch die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Änderungseinrichtungen von mager auf fett geändert wird, und die eine NOx-Mengenberechnungseinrichtung zum Berechnen der Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel (18) absorbierten NOx durch Abziehen der durch die Sauerstoffmengenermittlungseinrichtung ermittelten Sauerstoffmenge von der Summe aus der Sauerstoffmenge und der NOx Menge hat.
  16. Vorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei der Verschlechterungsgrad der NOx-Absorptionsfähigkeit des NOx-Absorptionsmittels auf Grundlage der durch die NOx-Mengenberechnungseinrichtung berechneten NOx-Menge beurteilt wird.
  17. Vorrichtung gemäß Anspruch 15, wobei die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ermittlungseinrichtungen ein Ausgabesignal erzeugt, das anzeigt, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in das NOx-Absorptionsmittel hineinströmenden Abgases während einer Zeitspanne, in der der Sauerstoff und das NOx von dem NOx-Absorptionsmittel freigegeben werden, geringfügig mager ist, nachdem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases von mager auf fett geändert wurde, und ein Ausgabesignal erzeugt, das anzeigt, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fett ist, wenn der Sauerstoff- und NOx-Freigabevorgang von dem NOx-Absorptionsmittel (18) vollendet ist.
  18. Vorrichtung gemäß Anspruch 17, wobei die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ermittlungseinrichtung einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ermittlungssensor aufweist, der seinen Ausgabestrom verhältnisgleich zu der Erhöhung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses erhöht.
  19. Vorrichtung gemäß Anspruch 17, wobei die Sauerstoff- und NOx-Mengenberechnungseinrichtung die Summe aus der Sauerstoffspeichermenge und der NOx-Speichermenge in Übereinstimmung mit der Summe aus der Sauerstofffreigabemenge und der NOx-Freigabemenge verringert, die gemäß dem Betriebszustand der Kraftmaschine während einer Zeitspanne ermittelt werden, von dem Zeitpunkt, an dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in das NOx-Absorptionsmittel (18) hineinströmenden Abgases durch die Luft-Kraftstoff-Verhältnis- Steuereinrichtung von mager auf fett geändert wird, bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ermittlungseinrichtungen ein Ausgabesignal erzeugt, das anzeigt, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fett ist und dadurch die Summe der Gesamtmenge von Sauerstoff und der Gesamtmenge von NOx berechnet, die in dem NOx-Absorptionsmittel (18) gespeichert sind.
  20. Vorrichtung gemäß Anspruch 19, wobei die Summe aus der Sauerstofffreigabemenge und der NOx-Freigabemenge, die gemäß dem Betriebszustand der Kraftmaschine ermittelt werden, verhältnisgleich zu der überschüssigen Kraftstoffmenge ist.
  21. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: Schätzeinrichtungen zum Schätzen einer Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel absorbierten NOx, um eine geschätzte Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel gespeicherten NOx zu erhalten; Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrichtungen zum Ändern des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses von in das NOx-Absorptionsmittel hineinströmenden Abgases von mager auf fett, getrennt von dem Änderungsvorgang des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses durch die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Änderungseinrichtung; Sauerstoffmengen- NOx-Mengen-Ermittlungseinrichtungen zum Ermitteln der Summe aus einer Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel gespeicherten Sauerstoffs und einer Menge von in dem NOx-Absorptionsmittel absorbierten NOx auf Grundlage des Ausgangssignals der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ermittlungseinrichtung nachdem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in das NOx-Absorptionsmittel hineinströmenden Abgases durch die Luft-Kraftstoff- Verhältnis-Steuereinrichtung von mager auf fett geändert wurde, NOx-Mengenberechnungseinrichtung zum Berechnen einer Gesamtmenge von in dem NOx-Absorptionsmittel absorbierten NOx durch Abziehen der durch die Sauerstoffmengenermittlungseinrichtung ermittelten Sauerstoffmenge von der Summe aus der Sauerstoffmenge und der NOx-Menge, und Korrekturwertberechnungseinrichtungen zum Berechnen eines Korrekturwerts für die geschätzte Menge von NOx, wobei der Korrekturwert ein Wert ist, durch den die geschätzte NOx-Menge, die durch den Korrekturwert korrigiert wird, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in das NOx-Absorptionsmittel hineinströmenden Abgases durch die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrichtung von mager auf fett geändert wird, die durch die NOx-Mengenberechnungseinrichtungen berechnete NOx Gesamtmenge anzeigt, wobei die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrichtung das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in das NOx-Absorptionsmittel hineinströmenden Abgases von mager auf fett ändert, wenn die durch den Korrekturwert korrigierte, geschätzte NOx-Menge einen vorbestimmten Sollwert überschreitet.
  22. Vorrichtung gemäß Anspruch 21, wobei die Schätzeinrichtung die geschätzte Menge des NOx durch Erhöhen der NOx-Speichermenge in Übereinstimmung mit der durch den Betriebszustand der Kraftmaschine ermittelten NOx-Absorptionsmenge findet, wenn das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in das NOx-Absorptionsmittel hineinströmenden Abgases mager ist, und die NOx-Speichermenge in Übereinstimmung mit der durch den Betriebszustand der Kraftmaschine ermittelten NOx-Freigabemenge verringert, wenn das Luft-Kraftstoff- Verhältnis des in das NOx-Absorptionsmittel hineinströmenden Abgases fett ist.
  23. Vorrichtung gemäß Anspruch 22, wobei die gemäß dem Betriebszustand der Kraftmaschine ermittelte NOx-Absorptionsmenge eine Funktion der Kraftmaschinendrehzahl und der Kraftmaschinenlast ist.
  24. Vorrichtung gemäß Anspruch 22, wobei die gemäß dem Betriebszustand der Kraftmaschine ermittelte NOx Freigabemenge verhältnisgleich zu der überschüssigen Kraftstoffmenge ist.
  25. Vorrichtung gemäß Anspruch 21, wobei die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ermittlungseinrichtung ein Ausgabesignal erzeugt, das anzeigt, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in das NOx-Absorptionsmittel hineinströmenden Abgases während einer Zeitspanne geringfügig mager ist, während der der Sauerstoff und das NOx von dem NOx-Absorptionsmittel freigegeben werden, nachdem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des Abgases von mager auf fett geändert wird, und ein Ausgabesignal erzeugt, das anzeigt, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fett ist, wenn der Sauerstoff- und NOx-Freigabevorgang von dem NOx-Absorptionsmittel vollendet ist.
  26. Vorrichtung gemäß Anspruch 25, wobei die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ermittlungseinrichtungen einen Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ermittlungssensor aufweist, der seinen Ausgangsstrom verhältnisgleich zu der Erhöhung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses erhöht.
  27. Vorrichtung gemäß Anspruch 25, wobei die Sauerstoff- und NOx-Mengenberechnungseinrichtungen die Summe aus der Sauerstoffspeichermenge und der NOx-Speichermenge in Übereinstimmung mit der Summe aus der Sauerstofffreigabemenge und der NOx-Freigabemenge verringert, die in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Kraftmaschine während einer Zeitspanne, von dem Zeitpunkt, von dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in das NOx-Absorptionsmittel hineinströmenden Abgases durch die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrichtung von mager auf fett geändert wird, bis zu dem Zeitpunkt, an dem die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Ermittlungseinrichtungen ein Ausgangssignal erzeugen, das anzeigt, dass das Luft-Kraftstoff-Verhältnis fett ist, ermittelt werden, und dadurch die Summe aus der Sauerstoffgesamtmenge und der NOx-Gesamtmenge berechnet, die in dem NOx-Absorptionsmittel gespeichert sind.
  28. Vorrichtung gemäß Anspruch 27, wobei die Summe aus der in Übereinstimmung mit dem Betriebszustand der Kraftmaschine ermittelten Sauerstofffreigabemenge und NOx-Freigabemenge, verhältnisgleich zu der überschüssigen Kraftstoffmenge ist.
  29. Vorrichtung gemäß Anspruch 21, wobei wenn die durch die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrichtung geschätzte NOx-Menge als ΣNOx definiert ist, und der durch die Korrekturwertberechnungseinrichtung berechnete Korrekturwert als KX definiert ist, die durch den Korrekturwert korrigierte, geschätzte NOx-Menge ΣNKX durch die nachstehende Gleichung wiedergegeben wird: ΣNKX = KX·ΣNOx
  30. Vorrichtung gemäß Anspruch 29, wobei wenn die durch die NOx Mengenberechnungseinrichtung berechnete NOx-Gesamtmenge als XNOx definiert wird, der Korrekturwert KX auf Grundlage der nachstehenden Gleichung aktualisiert wird: KX = KX·XNOx/ΣNKX
  31. Vorrichtung gemäß Anspruch 30, wobei wenn der Unterschied zwischen der durch den Korrekturfaktor korrigierten, geschätzten NOx Menge ΣNKX und der NOx-Gesamtmenge XNOx größer als ein vorbestimmter Wert ist, der Korrekturfaktor KX aktualisiert wird.
  32. Vorrichtung gemäß Anspruch 21, wobei der vorbestimmte Sollwert in der Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Steuereinrichtung größer als die maximale NOx-Absorptionsmenge von dem NOx-Absorptionsmittel ist und der Verschlechterungsgrad der NOx-Absorptionsfähigkeit des NOx-Absorptionsmittels auf Grundlage der durch die NOx-Mengenberechnungseinrichtung berechneten NOx-Gesamtmenge beurteilt wird.
  33. Vorrichtung gemäß Anspruch 32, wobei der vorbestimmte Sollwert genau um ein vorbestimmtes Verhältnis größer gemacht wird als die NOx-Gesamtmenge.
  34. Vorrichtung gemäß Anspruch 33, wobei das Verhältnis größer als 1,0 und kleiner als 1,3 ist.
  35. Vorrichtung gemäß Anspruch 21, wobei die Frequenz, mit der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in das NOx-Absorptionsmittel hineinströmenden Abgases durch die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Änderungseinrichtungen von mager auf fett geändert wird, geringer als die Frequenz ist, mit der das Luft-Kraftstoff-Verhältnis des in das NOx-Absorptionsmittel hineinströmenden Abgases durch die Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Änderungseinrichtungen von mager auf fett geändert wird.
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